肺カスプラーゼの分化変調。ウレプラスマ主導の慢性炎症の鍵はこれか？

Differential modulation of pulmonary caspases: Is this the key to Ureaplasma-driven chronic inflammation?

• Christine Silwedel
• Markus Fehrholz
• Christian P Speer
• Katharina C Ruf
• Steffi Manig
• Kirsten Glaser

抄録

絨毛膜羊膜炎や早産における薬剤として認められているが、気管支肺異形成の発症を含む未熟児の炎症主導の病的疾患におけるウレアプラスマ種の役割については、未だに議論の余地がある。Ureaplasma spp.の炎症促進能力に関するin vitroのデータが少ないため、肺上皮様A549細胞およびヒト肺微小血管内皮細胞（HPMEC）をUreaplasma（U.）urealyticum、U. parvumおよび大腸菌リポ多糖類（LPS）とインキュベートした。ウレアプラスマ単離物は、A549細胞のカスパーゼmRNAレベルを低下させ（カスパーゼ8：p＜0.001、カスパーゼ9：p＜0.001、対ブロス）、一方、HPMECではカスパーゼタンパク質発現、酵素活性、細胞死を増加させた（活性カスパーゼ3：p＜0.05、カスパーゼ8：p＜0.05、活性カスパーゼ9：p＜0.05、生存率：p＜0.05）。LPSは対照的に、HPMECではカスパーゼmRNA発現を誘導したが（カスパーゼ3：p<0.01、4：p<0.001、5：p<0.001、8：p<0.001、対対照）、A549細胞では誘導せず、いずれの細胞株でも酵素活性またはタンパク質レベルに影響を与えなかった。LPSは、Ureaplasma単離物ではなく、A549（p<0.05、対照）とHPMEC（p<0.001）の両方で炎症性インターロイキン（IL）-6のmRNA発現を増加させ、HPMECでは腫瘍壊死因子-α（p<0.01）、IL-1β（p<0.001）、IL-8（p<0.05）の発現を増加させた。このように、ウレアプラズマによる肺カスパーゼのin vitroでの差異的なモジュレーションを実証したのは我々が初めてである。肺内皮細胞におけるウレプラスマ主導のカスプラーゼのタンパク質発現と活性の亢進は、細胞死をもたらし、構造的な損傷を引き起こす可能性があります。反対に、肺上皮細胞におけるカスパーゼmRNAの発現低下は、ウレアプラスマによって誘発されたアポトーシスの抑制を示し、効果的な免疫応答を妨げる可能性があります。どちらも最終的には慢性的なウレアプラスマのコロニー化と長期的な肺炎症に寄与している可能性がある。

Although accepted agents in chorioamnionitis and preterm birth, the role of Ureaplasma species (spp.) in inflammation-driven morbidities of prematurity, including the development of bronchopulmonary dysplasia, remains controversial. To add to scarce in vitro data addressing the pro-inflammatory capacity of Ureaplasma spp., pulmonary epithelial-like A549 cells and human pulmonary microvascular endothelial cells (HPMEC) were incubated with Ureaplasma (U.) urealyticum, U. parvum, and Escherichia coli lipopolysaccharide (LPS). Ureaplasma isolates down-regulated caspase mRNA levels in A549 cells (caspase 8: p<0.001, 9: p<0.001, vs. broth), while increasing caspase protein expression, enzyme activity, and cell death in HPMEC (active caspase 3: p<0.05, caspase 8: p<0.05, active caspase 9: p<0.05, viability: p<0.05). LPS, contrarily, induced caspase mRNA expression in HPMEC (caspase 3: p<0.01, 4: p<0.001, 5: p<0.001, 8: p<0.001, vs. control), but not in A549 cells, and did not affect enzyme activity or protein levels in either cell line. LPS, but neither Ureaplasma isolate, enhanced mRNA expression of pro-inflammatory interleukin (IL)-6 in both A549 (p<0.05, vs. control) and HPMEC (p<0.001) as well as tumor necrosis factor-α (p<0.01), IL-1β (p<0.001), and IL-8 (p<0.05) in HPMEC. We are therefore the first to demonstrate a differential modulation of pulmonary caspases by Ureaplasma spp. in vitro. Ureaplasma-driven enhanced protein expression and activity of caspases in pulmonary endothelial cells result in cell death and may cause structural damage. Down-regulated caspase mRNA in pulmonary epithelial cells, contrarily, may indicate Ureaplasma-induced inhibition of apoptosis and prevent effective immune responses. Both may ultimately contribute to chronic Ureaplasma colonization and long-term pulmonary inflammation.