原核生物のRNAは好中球の移行を促進する内皮細胞を活性化する

Prokaryotic RNA activates endothelial cells promoting neutrophil transmigration.

• Luis A Castillo
• Federico Birnberg Weiss
• Nahuel Rodriguez-Rodrigues
• José R Pittaluga
• Daiana Martire-Greco
• Maria A Milillo
• Sebastian F Grinstein
• María R Camelli
• Ana J Mena Aybar
• Verónica I Landoni
• Gabriela C Fernández

抄録

内皮細胞（EC）-好中球（PMN）相互作用は、細菌感染症の解決に極めて重要である。病原体関連の分子パターンとして、細菌の死後に放出され、PMNを活性化する原核生物RNA（pRNA）が報告されている。本研究では、pRNAのECへの影響を調べ、その影響がEC-PMN相互作用を修飾するかどうかを検討した。この目的のために、大腸菌から全pRNAを精製し、ヒト臍帯静脈内皮細胞（HUVEC）の刺激として使用した。その結果、pRNAをHUVECにインキュベートすることで、HUVECの細胞間接着分子1（ICAM-1またはCD54）の発現が増加し、IL-8やvon Willebrand因子が分泌され、HUVECの活性化につながることがわかりました。さらに、pRNAで処理したHUVECはPMNの接着を誘導し、処理したHUVECから得られた培地は、CD11bのアップレギュレーションによって決定されるように、PMNに対して化学的に親和性を持ち、PMNの活性化を引き起こした。以前に報告されたように、pRNAの分解産物も同様の生物学的効果を誘導した。HUVECをエンドサイトーシス阻害剤で処理したところ、pRNAの侵入は部分的にクラスリン依存性のメカニズムに依存していることが明らかになったが、分解産物の効果は試験したどの阻害剤でも阻害できなかった。トランスウェルシステムを用いて、pRNAまたは分解されたpRNAもまた、基底側から認識された場合にHUVECを刺激することができることを発見した。Ourresultsは、pRNAがECを活性化し、その結果、PMNの走化性、接着性、活性化を誘導してECとPMNの相互作用を調節することを示している。感染症においては、ECとPMNが感知したpRNAが細菌のクリアランスを促進する可能性があると考えられる。

Endothelial cell (EC)-neutrophil (PMN) interactions are crucial in the resolution of bacterial infections. Prokaryotic RNA (pRNA) has been reported as a pathogen-associated molecular pattern that is released from bacteria upon death and is able to activate PMN. In this work, we studied the effects of pRNA on EC and investigated whether these effects could modulate EC-PMN interaction. For this purpose, we purified total pRNA from Escherichia coli and used it as a stimulus for Human Umbilical Vein Endothelial Cells (HUVEC). We found that the incubation of pRNA with HUVEC caused the increase of surface intercellular adhesion molecule 1 (ICAM-1 or CD54) expression on HUVEC, and the secretion of IL-8 and von Willebrand factor, characteristics consistent with HUVEC activation, without causing toxic effects. Moreover, pRNA-treated HUVEC also induced PMN adhesion and the conditioned medium obtained from treated-HUVEC was chemotactic for PMN and caused their activation, as determined by CD11b upregulation. As reported previously, the degradation products of pRNA induced similar biological effects. The treatment of HUVEC with endocytosis inhibitors revealed that the entry of pRNA partially relied on a clathrin-dependent mechanism, whereas the effects of degradation products could not be inhibited by any of the inhibitors tested. Using a transwell system, we found that pRNA or degraded pRNA were also able to stimulate HUVEC when recognized from the basolateral side. Our results indicate that pRNA activates EC, resulting in the modulation of EC-PMN interaction by inducing PMN chemotaxis, adhesion and activation. In the context of infection, pRNA sensed by EC and PMN could favor bacterial clearance.

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