肺の炎症反応中の内皮MERTKの役割

The role of endothelial MERTK during the inflammatory response in lungs.

• Yitong Li
• Erika S Wittchen
• Elizabeth Monaghan-Benson
• Cornelia Hahn
• H Shelton Earp
• Claire M Doerschuk
• Keith Burridge

抄録

哺乳類における重要な恒常性調節因子として、MERTK受容体チロシンキナーゼは、細胞膜および隣接アクチン細胞骨格のリモデリングを必要とするプロセスであるエフェロサイトーシスに不可欠である。膜および細胞骨格の再構築は、炎症時、特に好中球の経内皮移動（TEM）時および透過性の変化時に内皮細胞でも起こる。しかし、内皮細胞における MERTK の機能は明らかにされていない。本研究では、好中球の TEM および内皮バリア機能に対する内皮 MERTK の寄与を評価した。ヒト初代肺微小血管内皮細胞を用いたin vitro実験では、内皮細胞におけるMERTKの発現をsiRNAノックダウンにより減少させると、内皮単層を横切る好中球のTEMが増強されることが明らかになった。内皮バリア機能の検査では、MERTKが欠損した単分子膜を横切るデキストランの通過が増加していることが明らかになり、MERTKが内皮バリア機能の維持に役立っていることが示唆された。また、MERTKのノックダウンは、付着物接合部の構造を変化させ、接合部タンパク質レベルを低下させ、内皮細胞の基底Rac1活性を低下させ、MERTKが内皮バリア機能を制御するメカニズムを提供した。生体内での MERTK の機能を研究するために、急性肺炎時のグローバル Mertk-/-マウスの肺の炎症を調べた。P. aeruginosaに反応して、Mertk-/-マウスの肺には野生型マウスよりも多くの好中球がリクルートされた。肺組織へのエバンスブルー色素の血管漏出もMertk-/-マウスでは大きかった。これらのプロセスにおける内皮MERTKの関与を解析するために、我々は誘導性内皮細胞特異的（iEC）Mertk-/-マウスを作製した。P. aeruginosaで同様に挑戦したとき、iEC Mertk-/-マウスは、炎症を起こした肺への好中球のTEMや血管透過性にコントロールマウスと比較して差がないことを示した。これらの結果は、ヒト肺微小血管内皮細胞におけるMERTKの欠失がin vitroおよびin vivoのすべての細胞で炎症反応を悪化させることを示唆している。しかし、in vivoの内皮細胞におけるMERTKの選択的欠失は、この反応を再現することができなかった。

As a key homeostasis regulator in mammals, the MERTK receptor tyrosine kinase is crucial for efferocytosis, a process that requires remodeling of the cell membrane and adjacent actin cytoskeleton. Membrane and cytoskeletal reorganization also occur in endothelial cells during inflammation, particularly during neutrophil transendothelial migration (TEM) and during changes in permeability. However, MERTK's function in endothelial cells remains unclear. This study evaluated the contribution of endothelial MERTK to neutrophil TEM and endothelial barrier function. In vitro experiments using primary human pulmonary microvascular endothelial cells found that neutrophil TEM across the endothelial monolayers was enhanced when MERTK expression in endothelial cells was reduced by siRNA knockdown. Examination of endothelial barrier function revealed increased passage of dextran across the MERTK-depleted monolayers, suggesting that MERTK helps maintain endothelial barrier function. MERTK knockdown also altered adherens junction structure, decreased junction protein levels, and reduced basal Rac1 activity in endothelial cells, providing potential mechanisms of how MERTK regulates endothelial barrier function. To study MERTK's function in vivo, inflammation in the lungs of global Mertk-/- mice was examined during acute pneumonia. In response to P. aeruginosa, more neutrophils were recruited to the lungs of Mertk-/- than wildtype mice. Vascular leakage of Evans blue dye into the lung tissue was also greater in Mertk-/- mice. To analyze endothelial MERTK's involvement in these processes, we generated inducible endothelial cell-specific (iEC) Mertk-/- mice. When similarly challenged with P. aeruginosa, iEC Mertk-/- mice demonstrated no difference in neutrophil TEM into the inflamed lungs or in vascular permeability compared to control mice. These results suggest that deletion of MERTK in human pulmonary microvascular endothelial cells in vitro and in all cells in vivo aggravates the inflammatory response. However, selective MERTK deletion in endothelial cells in vivo failed to replicate this response.