感染症に反応した腸管上皮細胞におけるSLC26A3の発現と機能の低下

Decreased SLC26A3 expression and function in intestinal epithelial cells in response to infection.

• Anoop Kumar
• Dulari Jayawardena
• Arivarasu N Anbazhagan
• Ishita Chatterjee
• Shubha Priyamvada
• Waddah A Alrefai
• Alip Borthakur
• Pradeep K Dudeja

抄録

原虫寄生虫（CP）は、世界中で下痢性疾患であるクリプトスポリジウム症を引き起こす。免疫不全宿主での感染は、通常、急性、自己制限的、または再発性の下痢を引き起こす。しかし、免疫不全者では、感染は劇症性下痢、腸管外症状、および死を引き起こす可能性がある。現在までのところ、CP誘発性下痢症の発症機序は十分に理解されていない。下痢性疾患は、最も一般的に、体液および電解質の分泌量の増加および／または吸収量の減少を伴う。我々などは以前に、ヒト腸管端膜Cl/交換体タンパク質であるSLC26A3 [腺腫（DRA）ではダウンレギュレーションされている]の制御異常に起因する感染性下痢症における塩化物吸収障害を示している。しかし、CP感染がDRA活性に及ぼす影響についての研究はない。そこで、インビトロおよびインビボでCP感染に応答して腸管上皮細胞におけるDRAの発現と機能を調べた。Caco-2細胞モノレイヤーのCP感染（0.5×10個のオーシスト/ウェル、24ウェルプレート、24時間）は、DRAのmRNAおよびタンパク質レベルだけでなく、Cl/交換活性（DIDS感受性I取り込みとして測定）を有意に減少させた。また，マウス腸管由来単分子膜ではex vivo，C57BL/6マウスの回腸粘膜および空腸粘膜ではin vivoで24時間のCP感染により，DRA mRNAおよびタンパク質の大幅な低下が観察された．以上の結果から、DRAのダウンレギュレーションによる塩化物吸収障害が、免疫不全宿主におけるCP誘発性急性自己限界性下痢症の一因である可能性が示唆された。

The protozoan parasite (CP) causes cryptosporidiosis, a diarrheal disease worldwide. Infection in immunocompetent hosts typically results in acute, self-limiting, or recurrent diarrhea. However, in immunocompromised individuals infection can cause fulminant diarrhea, extraintestinal manifestations, and death. To date, the mechanisms underlying CP-induced diarrheal pathogenesis are poorly understood. Diarrheal diseases most commonly involve increased secretion and/or decreased absorption of fluid and electrolytes. We and others have previously shown impaired chloride absorption in infectious diarrhea due to dysregulation of SLC26A3 [downregulated in adenoma (DRA)], the human intestinal apical membrane Cl/ exchanger protein. However, there are no studies on the effects of CP infection on DRA activity. Therefore, we examined the expression and function of DRA in intestinal epithelial cells in response to CP infection in vitro and in vivo. CP infection (0.5 × 10 oocysts/well in 24-well plates, 24 h) of Caco-2 cell monolayers significantly decreased Cl/ exchange activity (measured as DIDS-sensitive I uptake) as well as DRA mRNA and protein levels. Substantial downregulation of DRA mRNA and protein was also observed following CP infection ex vivo in mouse enteroid-derived monolayers and in vivo in the ileal and jejunal mucosa of C57BL/6 mice for 24 h. However, at 48 h after infection in vivo, the effects on DRA mRNA and protein were attenuated and at 5 days after infection DRA returned to normal levels. Our results suggest that impaired chloride absorption due to downregulation of DRA could be one of the contributing factors to CP-induced acute, self-limiting diarrhea in immunocompetent hosts.