循環単球におけるNrf2駆動型CD36およびHO-1遺伝子発現は、妊娠関連マラリアにおける良好な臨床転帰と相関する

Nrf2-driven CD36 and HO-1 gene expression in circulating monocytes correlates with favourable clinical outcome in pregnancy-associated malaria.

抄録

背景:

妊娠関連マラリア（PAM）は、胎児の成長制限と乳児死亡の高リスクにつながるマラリア感染の最も重篤な形態の一つである。この病態の重篤さは、胎盤における単球やマクロファージの動員によるところが大きく、胎盤血中に見られる調節不全の炎症によって証明されている。重要なことは、CD36(+)単球/マクロファージは、アポトーシス細胞やマラリア感染赤血球の排除、酸化型低密度リポタンパク質の内在化と再利用、炎症反応におけるTLR2との協働を通じて、原虫検出後の炎症反応と抗炎症反応の制御にも関与していると考えられていることである。興味深いことに、以前の研究では、Nrf2転写因子の刺激により炎症性マクロファージでCD36の発現が上昇する一方、同じ炎症状態ではPPARγ経路が阻害され機能しないことが示された。本研究では、Nrf2による遺伝子発現、CD36とヘムオキシゲナーゼ-1（HO-1）がPAMの臨床転帰に果たす役割の可能性を検討した。

BACKGROUND: Pregnancy-associated malaria (PAM) constitutes one of the most severe forms of malaria infection leading to fetal growth restriction and high risk of infant death. The severity of the pathology is largely attributed to the recruitment of monocytes and macrophages in the placenta which is evidenced by dysregulated inflammation found in placental blood. Importantly, CD36(+) monocytes/macrophages are also thought to participate in the tight control of the pro- and anti-inflammatory responses following Plasmodium detection through elimination of apoptotic cells and malaria-infected erythrocytes, internalization and recycling of oxidized forms of low-density lipoprotein and collaboration with TLR2 in pro-inflammatory response. Interestingly, previous work demonstrated that CD36 expression was upregulated on inflammatory macrophages following stimulation of the Nrf2 transcription factor, whilst the PPARγ pathway was inhibited and non-functional in the same inflammatory conditions. This current study examined the possible role of Nrf2-driven gene expression, CD36 and Haem-Oxygenase-1 (HO-1), in PAM clinical outcomes.

方法:

PAMを発症した27人の女性から、臨床データと末梢血単核球を含む生物学的サンプルを収集した。ポリクロマティック・フローサイトメトリーを用いて自然免疫細胞サブポピュレーションを解析し、単球上のCD36蛋白発現レベルを定量した。 qPCRによりCD36、PPARγ、Nrf2、HO-1のmRNAレベルを測定し、臨床転帰と関連付けた。最後に、PPARγまたはNrf2活性化因子であるロシグリタゾンまたはスルフォラファン投与による単球のCD36発現調節能も調べた。

METHODS: Clinical data and biological samples including peripheral blood mononuclear cells were collected from 27 women presenting PAM. Polychromatic flow cytometry was used to characterize innate immune cell subpopulations and quantify CD36 protein expression level on monocytes. mRNA levels of CD36, PPARγ, Nrf2 and HO-1 were determined by qPCR and related to clinical outcomes. Finally, the capacity of monocytes to modulate CD36 expression upon rosiglitazone or sulforaphane treatment, two respective PPARγ or Nrf2 activators, was also investigated.

結果:

CD36レセプターは、主にCD14(+)循環単球によって発現され、出生児の体重増加と統計的に相関していた。興味深いことに、転写因子Nrf2および酵素HO-1のmRNAレベルも、寄生虫血症の低下および出生体重の増加と相関したが、PPARγのmRNAレベルには相関がみられなかった。最後に、低出生体重児の妊婦から単離された単球は、生体外でNrf2経路を介してCD36をアップレギュレートすることが可能であった。

RESULTS: The CD36 receptor, mostly expressed by CD14(+) circulating monocytes, statistically correlated with increased infant birth weights. Interestingly, mRNA levels of the transcription factor Nrf2 and the enzyme HO-1 also correlated with lower parasitaemia and increased infant birth weight, while PPARγ mRNA levels did not. Finally, monocytes isolated from low infant birth weight pregnant women were capable of up-regulating CD36 via the Nrf2 pathway ex vivo.

結論:

以上の結果から、自然免疫細胞におけるNrf2によるCD36とHO-1の発現は、PAM時の保護および解毒機構に寄与する可能性が示唆された。しかし、本研究の結論をより確かなものにするためには、より多くの実証試験とメカニズム研究が必要である。

CONCLUSIONS: Altogether these results suggest that Nrf2-driven CD36 and HO-1 expression on innate immune cells could contribute to a protective and detoxifying mechanism during PAM. More powered and mechanistical studies are however needed to strengthen the conclusions of this study.