グルコースとTNFは、若年性マクロファージ細胞における、および、ヒストンH3のアセチル化とK4/K36メチル化の発現を増強する

Glucose and TNF enhance expression of and , and histone H3 acetylation and K4/K36 methylation, in juvenile macrophage cells.

• Kazue Honma
• Chie Machida
• Kazuki Mochizuki
• Toshinao Goda

抄録

高血糖症は、単球などの自然白血球を活性化し、炎症性サイトカインの発現を誘導し、大動脈内皮細胞への単球の接着を増加させる。本研究では、若年性マクロファージ細胞株U937において、高グルコースおよび/または腫瘍壊死因子（TNF）がヒストン修飾を変化させることにより、（）および（）のプロ炎症性サイトカイン発現を増強するかどうかを検討した。U937細胞における()および()のmRNAレベルは、グルコース濃度およびTNF処理によって有意に影響を受けた。一価メチル化ヒストンH3K4のシグナルは、高グルコースで処理した細胞では低グルコースで処理した細胞に比べて低かった。逆に、トリメチル化ヒストンH3K4およびH3K36シグナルは、低グルコースと比較して高グルコースで処理された細胞で高かった。高グルコース培地で培養したU937細胞をTNFで処理すると、ヒストンH3K36のトリメチル化が促進された。 ヒストンのアセチル化は、高グルコース培地でTNFで処理すると誘導された。若年性マクロファージU937細胞では、高グルコースおよび/またはTNF処理によるヒストンH3のK4およびK36周辺のアセチル化およびトリメチル化の誘導が、これらの遺伝子の誘導と正の関連を示した。

Hyperglycemia activates innate leukocytes such as monocytes and induces pro-inflammatory cytokine expression, resulting in increased monocyte adhesion to aortic endothelial cells. In this study, we investigated whether high glucose and/or tumor necrosis factor (TNF) would enhance pro-inflammatory cytokine expression of () and () by altering histone modifications in U937, a juvenile macrophage cell line. The mRNA levels of and in U937 cells were significantly affected by glucose concentration and TNF treatment. Mono-methylated histone H3K4 signals around and were lower in cells treated with high glucose compared with low glucose. Conversely, tri-methylated histone H3K4 and H3K36 signals were higher in cells treated with high glucose compared with low glucose. TNF treatment of U937 cells cultured in high glucose enhanced histone H3K36 tri-methylation, particularly around the gene regions of and . Histone acetylation was induced by treatment with TNF in high-glucose medium. The induction of acetylation and tri-methylation of K4 and K36 of histone H3 around and by treatment with high glucose and/or TNF was positively associated with the induction of these genes in juvenile macrophage U937 cells.

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