Duffy antigen / receptor for chemokines correlates with inflammatory reaction in rats with venous hypertension: implication for the pathogenesis of primary chronic venous disease

Vasa. 2014 Jan;43(1):47-54. doi: 10.1024/0301-1526/a000327.

Abstract

Background: Duffy antigen / receptor for chemokines (DARC) possesses high affinity for several chemokine subgroups of CC and CXC. Although DARC has been shown to play a role in many inflammatory diseases, its effect on chronic venous disease (CVD) remains unidentified. We explored whether the expression of DARC in skin tissue was activated under venous hypertension as well as the relationships between DARC and inflammation.

Materials and methods: The inflammation in a rat model of venous hypertension caused by a femoral arterial-venous fistula (AVF) was studied. At specified intervals the pressure in the femoral veins was recorded within 42 days. Hindlimb skin specimens were harvested at different time points. The expressions of DARC, interleukin-8 (IL-8), and monocyte chemotactic protein-1 (MCP-1) in skin tissue were examined. Mononuclear cells infiltrated in skin tissue were detected.

Results: Femoral venous pressures in AVF groups increased significantly at different time points (P < 0.01). DARC was expressed in skin tissue and its expression level increased significantly in AVF groups from the 7nd day on and was enhanced in a time-dependent manner within 42 days (P < 0.05). Meanwhile, both MCP-1 and IL-8 had higher levels, accompanied by increased mononuclear cells infiltrating into skin tissue (P < 0.05).

Conclusions: A rat AVF model which can maintain venous hypertension for at least 42 days is competent for researching the pathogenesis of CVD. DARC, which plays a role in the inflammation of skin tissue under venous hypertension, may become a new molecular target for diagnosis and treatment of CVD at a very early stage.

Hintergrund: Duffy-Antigen / Rezeptor für Chemokine (DARC) weist eine hohe Affinität zu mehreren Chemokin-Untergruppen von CC und CXC auf. Es hat sich zwar gezeigt, dass DARC bei vielen entzündlichen Erkrankungen eine Rolle spielt, aber dessen Einfluß auf die chronische Venenkrankheit ist unbekannt. Neben den Beziehungen zwischen DARC und Entzündung haben wir auch untersucht, ob die Expression von DARC im Hautgewebe unter venöser Hypertonie aktiviert wurde. Material und Methoden: Es wurde die Entzündung bei einem Rattenmodell mit venöser Hypertonie auf Grund einer arteriovenösen Fistel (AVF) am Oberschenkel untersucht. Regelmäßig wurde während 42 Tagen der Blutdruck in Beinvenen erfasst. Probenahme erfolgte zu verschiedenen Zeitpunkten an der Haut des Hinterbeins. Die Expression von DARC, Interleukin-8 (IL-8) und von monozytenchemotaktischen Protein-1 (MCP-1) im Hautgewebe wurden untersucht ebenso wie ins Hautgewebe eingeschleuste Leukozyten. Ergebnisse: Der Venendruck am Oberschenkel hat sich zu verschiedenen Zeitpunkten bei den AVF Tieren erheblich erhöht (P < 0.01). DARC-Expression erfolgt im Hautgewebe und dessen Expressionsniveau erhöhte sich bei AVF-Gruppen ab Tag 7 erheblich, und zwar tendenziell steigend in einer zeitabhängigen Art und Weise innerhalb von 42 Tagen (P < 0.05). Inzwischen erreichten MCP-1 und IL-8 ein noch höheres Niveau, während die Anzahl ins Hautgewebe eingeschleuster Leukozyten auch zunahm (P < 0.05). Schlussfolgerungen: Ein Rattenmodell mit AVF, das für mindestens 42 Tage eine venöse Hypertonie aufrecht erhalten kann, eignet sich für die Untersuchung der Pathogenese der chronischen Venenkrankheit. Die DARC-Expression, die in der Entzündung des Hautgewebes unter venöser Hypertonie eine Rolle spielt, könnte zu einem neuen molekularen Ziel der frühzeitigen Diagnose und Behandlung werden.

Keywords: Venous hypertension; chemokine; duffy antigen / receptor for chemokine; inflammation.

Publication types

  • Research Support, Non-U.S. Gov't

MeSH terms

  • Animals
  • Arteriovenous Shunt, Surgical
  • Chemokine CCL2 / metabolism
  • Chronic Disease
  • Disease Models, Animal
  • Duffy Blood-Group System / metabolism*
  • Femoral Artery / surgery
  • Femoral Vein / physiopathology*
  • Femoral Vein / surgery
  • Inflammation / immunology*
  • Inflammation / physiopathology
  • Interleukin-8 / metabolism
  • Male
  • Rats
  • Rats, Sprague-Dawley
  • Receptors, Cell Surface / metabolism*
  • Skin / immunology*
  • Time Factors
  • Up-Regulation
  • Vascular Diseases / immunology*
  • Vascular Diseases / physiopathology
  • Venous Pressure*

Substances

  • Ackr1 protein, rat
  • Ccl2 protein, rat
  • Chemokine CCL2
  • Duffy Blood-Group System
  • Interleukin-8
  • Receptors, Cell Surface