ケモカインをトリガーとした微小管の重合は好中球の走化性と浸潤を促進するが、経内皮細胞の遊走は促進しない

Chemokine-triggered microtubule polymerization promotes neutrophil chemotaxis and invasion but not transendothelial migration.

• Sandeep Kumar Yadav
• Darko Stojkov
• Sara W Feigelson
• Francesco Roncato
• Hans-Uwe Simon
• Shida Yousefi
• Ronen Alon

抄録

微小管（MT）は細胞内の物質輸送に決定的に関与しているが、化学戦術性白血球の運動性とエフェクター機能におけるその役割はまだ不明である。安静時の好中球には、多芽球核の背後にあるMT組織化センター（MTOC）に集合したMTがほとんど存在しない。リアルタイムチューブリン重合のプローブであるSiR-チューブリンを用いて、好中球がCXCL1とfMLPという2種類のケモタクチックペプチドからのシグナルに反応して、数分以内にMTを伸長させることを発見した。β-チューブリン結合およびMT安定化薬であるタキソールは、CXCL1およびfMLP刺激によるこのMT重合を抑制することが明らかになった。それにもかかわらず、タキソール処理および既存のおよびde novo生成MTの破壊は、内皮沈着CXCL1および好中球CXCR2によって媒介されるIL-1β刺激内皮単分子膜を介した好中球の突出およびスクイーズを損なうことはなかった。注目すべきことに、CXCL1依存性好中球TEMは好中球MT重合とは関連していなかった。固定化されたCXCL1上の化学運動性好中球運動性もまた、MT重合とは関連しておらず、タキソール処理はこの運動性を阻害しなかった。それにもかかわらず、可溶性CXCL1およびfMLPによって誘導されるMT重合を抑制する能力と一致し、タキソール処理は両方の化学走化ペプチドに対する好中球の化学走化性を抑制した。また、タキソール治療は、CXCL1およびfMLPがエラスターゼ依存性の好中球のコラーゲンIバリアを介した浸潤を抑制した。これらの結果は、好中球の化学走性とエラスターゼ依存性浸潤の鍵を握るものとして、de novo chemoattractant-triggered MT polymerizationが強調されているが、炎症を起こした内皮バリアの化学走性好中球の横断には関与していない。

Microtubules (MTs) are critically involved in the transport of material within cells, but their roles in chemotactic leukocyte motility and effector functions are still obscure. Resting neutrophils contain few MTs assembled in an MT organizing center (MTOC) behind their multilobular nuclei. Using a probe of real-time tubulin polymerization, SiR-tubulin, we found that neutrophils elongated their MTs within minutes in response to signals from the two prototypic chemotactic peptides, CXCL1 and fMLP. Taxol, a beta-tubulin binding and MT stabilizing drug, was found to abolish this CXCL1- and fMLP-stimulated MT polymerization. Nevertheless, taxol treatment as well as disruption of existing and de novo generated MTs did not impair neutrophil protrusion and squeezing through IL-1β-stimulated endothelial monolayers mediated by endothelial deposited CXCL1 and neutrophil CXCR2. Notably, CXCL1-dependent neutrophil TEM was not associated with neutrophil MT polymerization. Chemokinetic neutrophil motility on immobilized CXCL1 was also not associated with MT polymerization, and taxol treatment did not interfere with this motility. Nevertheless, and consistent with its ability to suppress MT polymerization induced by soluble CXCL1 and fMLP, taxol treatment inhibited neutrophil chemotaxis toward both chemotactic peptides. Taxol treatment also suppressed CXCL1- and fMLP-triggered elastase-dependent neutrophil invasion through collagen I barriers. Collectively, our results highlight de novo chemoattractant-triggered MT polymerization as key for neutrophil chemotaxis and elastase-dependent invasion but not for chemotactic neutrophil crossing of inflamed endothelial barriers.

©2019 Society for Leukocyte Biology.