TRPC6依存性Caシグナルは、ERK経路を介して酸化ストレスに応答して気道炎症を媒介しています

TRPC6-dependent Ca signaling mediates airway inflammation in response to oxidative stress via ERK pathway.

• Qingzi Chen
• Yubo Zhou
• Lifen Zhou
• Zhaodi Fu
• Chuntao Yang
• Lei Zhao
• Shuni Li
• Yan Chen
• Yousen Wu
• Zhenwei Ling
• Yufeng Wang
• Jianrong Huang
• Jianhua Li

抄録

オゾン（O）は、過酸化水素を含む活性酸素種（ROS）を発生させ、レドックス作用を促進し、酸化ストレスを引き起こすことで、気道炎症に極めて重要な役割を果たしている。TRPC6(canonical transient receptor potential channel 6)は、酸化ストレスに関連した気道炎症において、酸化ストレスを制御するCa透過性非選択的陽イオンチャネルであることが示されているが、その役割は不明である。ここで、我々は、TRPC6マウスと強力なTRPC6阻害剤であるSAR7334で前処理したマウスの両方が、O誘発気道炎症反応から保護されていることを発見した。in vitroでは、shRNAによるTRPC6発現のノックダウンとTRPC6遮断の両方が、16HBE細胞（ヒト気管支上皮細胞株）において、OまたはHOによって誘導されるサイトカインIL-6およびIL-8の放出を著しく減衰させた。OまたはHOによる処理は、in vivoおよびvitroでTRPC6タンパク質の発現を増加させた。また、TRPC6依存性の細胞内Ca濃度（[Ca]）の上昇はHOによって誘発され、細胞内カルシウム貯蔵庫からの放出と細胞外Caの流入からなり、16HBE細胞とHBEpiCs（ヒト初代気管支上皮細胞）の両方において、6時間のO曝露によってさらに増強されることが観察された。さらに、TRPC6-ノックダウンでは、ERK経路のリン酸化のみが減少しているのに対し、OやHOによる炎症反応にはMAPKシグナル（ERK1/2, p38, JNK）の活性化が必要であることを確認しました。これらの結果は、酸化ストレスが TRPC6 介在性 Ca カスケードを制御し、それが ERK 経路の活性化と炎症を誘導していることを示しており、酸化ストレスに関連する気道炎症性疾患の治療標的となる可能性があることを示しています。

Ozone (O) plays an extremely important role in airway inflammation by generating reactive oxygen species (ROS) including hydrogen peroxide, then promoting redox actions and causing oxidative stress. Evidences indicate that TRPC6 (canonical transient receptor potential channel 6) is a redox-regulated Ca permeable nonselective cation channel, but its role in the setting of oxidative stress-related airway inflammation remains unknown. Here, we found that both TRPC6 mice and mice pretreated with SAR7334, a potent TRPC6 inhibitor, were protected from O-induced airway inflammatory responses. In vitro, both knockdown of TRPC6 expression with shRNA and TRPC6 blockage markedly attenuated the release of cytokines IL-6 and IL-8 induced by O or HO in 16HBE cells (human bronchial epithelial cell line). Treatment with O or HO enhanced TRPC6 protein expression in vivo and vitro. We also observed that TRPC6-dependent increase of intracellular Ca concentration ([Ca]) was triggered by HO, which consisted of the release from intracellular calcium store and the influx of extracellular Ca and could be further strengthened by 6-h O exposure in both 16HBE cells and HBEpiCs (primary human bronchial epithelial cells). Moreover, we confirmed that the activation of MAPK signals (ERK1/2, p38, JNK) was required for the inflammatory response induced by O or HO while only the phosphorylation of ERK pathway was diminished in the TRPC6-knockdown situation. These results demonstrate that oxidative stress regulates TRPC6-mediated Ca cascade, which leads to the activation of ERK pathway and inflammation and could become a potential target to treat oxidative stress-associated airway inflammatory diseases.