antagomiR-494の静脈内投与は、脳卒中実験において、HDAC2を介した多発性MMPの抑制を増加させることにより、脳への浸潤性好中球を減少させる

Intravenous antagomiR-494 lessens brain-infiltrating neutrophils by increasing HDAC2-mediated repression of multiple MMPs in experimental stroke.

• Fangfang Li
• Haiping Zhao
• Guangwen Li
• Sijia Zhang
• Rongliang Wang
• Zhen Tao
• Yangmin Zheng
• Ziping Han
• Ping Liu
• Qingfeng Ma
• Yumin Luo

抄録

好中球浸潤と表現型変換は、虚血性脳卒中における神経細胞の損傷に寄与していると考えられている。新たな証拠は、ヒストン脱アセチル化酵素2（HDAC2）が炎症性細胞のエピジェネティックな調節因子であることを示唆している。ここでは、microRNA-494（miR-494）がHDAC2を介した好中球浸潤と表現型の変化に影響を与えるかどうかを調べることを目的とした。急性虚血性脳卒中（AIS）患者の好中球中のmiR-494レベルをリアルタイムPCRで検出した。クロマチン免疫沈降法（ChIP）-Seqを行い、HDAC2の結合標的となる遺伝子を明らかにした。内皮細胞と皮質神経細胞に酸素-グルコース遮断（OGD）を行い、内皮細胞を介した好中球の遊走を調べるためにトランスウェルアッセイを行い、antagomiR-494処理した好中球の上清で刺激した後の神経細胞傷害を調べた。C57BL/6Jマウスを一過性中大脳動脈閉塞（MCAO）に曝露し、再灌流直後に尾静脈からantagomiR-494を注入し、好中球の浸潤と表現型の変化を調べた。その結果、AIS患者では好中球におけるmiR-494の発現が有意に増加していることがわかった。HDAC2は、AIS患者の好中球における複数のマトリックスメタロプロテアーゼ（MMP）とFc-γ受容体III（CD16）遺伝子を標的としていた。さらに、antagomiR-494は、MMP7、MMP10、MMP13、MMP16を含む複数のMMPs遺伝子の発現を抑制し、HDAC2を制御することで脳浸潤性好中球数を減少させた。AntagomiR-494はまた、好中球のプロ炎症性N1表現型へのシフトを抑制することで、神経保護的な役割を発揮する可能性がありました。以上のことから、miR-494はAIS患者の転帰を予測する代替的なバイオマーカーとして有用であり、抗agomiR-494投与は、HDAC2を標的とすることで、複数のMMPの発現と好中球の浸潤を減少させ、好中球のN1表現型へのシフトを部分的に抑制することが示唆された。

Neutrophil infiltration and phenotypic transformation are believed to contribute to neuronal damage in ischemic stroke. Emerging evidence suggests that histone deacetylase 2 (HDAC2) is an epigenetic regulator of inflammatory cells. Here, we aimed to investigate whether microRNA-494 (miR-494) affects HDAC2-mediated neutrophil infiltration and phenotypic shift. MiR-494 levels in neutrophils from acute ischemic stroke (AIS) patients were detected by real-time PCR. Chromatin Immunoprecipitation (ChIP)-Seq was performed to clarify which genes are the binding targets of HDAC2. Endothelial cells and cortical neurons were subjected to oxygen-glucose deprivation (OGD), transwell assay was conducted to examine neutrophil migration through endothelial cells, and neuronal injury was examined after stimulating with supernatant from antagomiR-494-treated neutrophils. C57BL/6J mice were subjected to transient middle cerebral artery occlusion (MCAO) and antagomiR-494 was injected through tail vein immediately after reperfusion, and neutrophil infiltration and phenotypic shift was examined. We found that the expression of miR-494 in neutrophils was significantly increased in AIS patients. HDAC2 targeted multiple matrix metalloproteinases (MMPs) and Fc-gamma receptor III (CD16) genes in neutrophils of AIS patients. Furthermore, antagomiR-494 repressed expression of multiple MMPs genes, including MMP7, MMP10, MMP13, and MMP16, which reduced the number of brain-infiltrating neutrophils by regulating HDAC2. AntagomiR-494 could also exert its neuroprotective role through inhibiting the shift of neutrophils toward pro-inflammatory N1 phenotype in vivo and in vitro. Taken together, miR-494 may serve as an alternative predictive biomarker of the outcome of AIS patients, and antagomiR-494 treatment decreases the expression of multiple MMPs and the infiltration of neutrophils and inhibits the shift of neutrophils into N1 phenotype partly by targeting HDAC2.

© 2020 Federation of American Societies for Experimental Biology.