重症馬の喘息における肺胞マクロファージの表現型

Alveolar macrophage phenotypes in severe equine asthma.

• M E Wilson
• E E McCandless
• M A Olszewski
• N Edward Robinson

抄録

重症馬の肺胞マクロファージ（AM）の表現型は不明であるため、M1およびM2分極したAMが発現するサイトカインを決定し、対照馬とSEAを有する馬において、自然乾草/ストローチャレンジ（NC）が発散的なAM表現型を誘導するという仮説を検証した。対照馬のマクロファージをeIFNγ＋リポリサッカライド（LPS）またはeIL-4で活性化し、それぞれM1またはM2偏光AM遺伝子発現を特徴付け、病原体関連分子パターン（PAMPS）に対する偏光細胞の応答を決定した。LPS、ザイモサン、ペプチドグリカンおよび干し草の粉塵に対する応答を決定した。続いて、対照馬とSEAを発症した馬の放牧中およびNC後のAMで遺伝子発現を調べた。M1 偏光により、プロ炎症性サイトカイン（TNFα、IL-8、IL-12p40）、IL-10、CD80の発現が増加した。M2偏光はCD206を増加させ、アルギナーゼIIとIL-10の発現を低下させた。また、PAMPSに反応したプロ炎症性サイトカインとCD80の発現はM1予備分極によってさらに増加したが、M2予備分極はプロ炎症性サイトカインとIL-10の発現を低下させたが、CD206を増加させた。SEAを発症した馬では、AMは放牧時とNC後の両方でIL-10の発現が上昇したが、対照馬ではNC後にのみ上昇した。CD206の発現は両群ともNC時に増加した。放牧時にPAMPSによる刺激では、SEA馬では対照馬に比べてIL-8とIL-10の発現が増加した。また、対照馬のIL-10の発現を選択的に増加させることで、この差はNCでは解消された。SEAにおけるマクロファージの表現型の根本的な変化は、IL-10の産生が一貫して増加していることによって支持されている。また、対照馬ではNCにより一時的に非定型的な表現型が発現したが、これはSEA馬のマクロファージが環境の合図に動的に反応する能力を失っていることを示唆している。

Because the alveolar macrophage (AM) phenotype of horses with severe equine asthma (SEA) is unknown, the cytokines expressed by M1- and M2-polarized AM were determined and the hypothesis that natural hay/straw challenge (NC) induces divergent AM phenotypes in control horses and horses with SEA was tested. Macrophages from control horses were activated either with eIFNγ + lipolysaccharide (LPS) or eIL-4 to characterize M1- or M2-polarized AM gene expression, respectively and determine the response of polarized cells to pathogen-associated molecular patterns (PAMPS): LPS, zymosan, peptidoglycan and hay dust. Subsequently, gene expression was explored in AM of control horses and horses with SEA at pasture and after NC. M1 polarization increased expression of pro-inflammatory cytokines (TNFα, IL-8, IL-12p40), IL-10, and CD80. M2 polarization increased CD206 and down-regulated arginase-II and IL-10. Expression of pro-inflammatory cytokines and CD80 in response to PAMPS was further increased by M1 pre-polarization whereas M2 pre-polarization down-regulated expression of pro-inflammatory cytokines and IL-10 but increased CD206. In horses with SEA, AMs had elevated expression of IL-10 both at pasture and after NC, but only after NC in control horses. CD206 expression increased in both groups during NC. At pasture, stimulation by PAMPS augmented expression of IL-8 and IL-10 in horses with SEA compared to control horses. NC eliminated this difference by selectively increasing expression of IL-10 in control horses. A fundamental shift in the macrophage phenotype in SEA is supported by consistently elevated production of IL-10. A similar non-canonical phenotype develops temporarily in control horses upon NC suggesting that AMs in horses with SEA have lost the ability to respond dynamically to environmental cues.

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