C5aはリン酸化プロテオームリモデリングを介して好中球のファゴソーム成熟を阻害する

C5a impairs phagosomal maturation in the neutrophil through phosphoproteomic remodelling.

• Alexander Jt Wood
• Arlette M Vassallo
• Marie-Helene Ruchaud-Sparagano
• Jonathan Scott
• Carmelo Zinnato
• Carmen Gonzalez-Tejedo
• Kamal Kishore
• Clive S D'Santos
• A John Simpson
• David K Menon
• Charlotte Summers
• Edwin R Chilvers
• Klaus Okkenhaug
• Andrew Conway Morris

抄録

重症化すると、アナフィロトキシンであるC5aが大量に放出される。C5aは好中球の抗菌機能を抑制し、有害な転帰と関連している。C5a誘発性好中球機能障害を媒介するシグナル伝達経路は不完全に理解されている。精製されたC5aにさらされた健康なドナー好中球は、黄色ブドウ球菌のファゴサイトーシスの長期的な欠陥（7時間）を示した。2712種類のリン酸化タンパク質のプロファイリングにより、C5aシグナルの持続的な伝達と、黄色ブドウ球菌に曝露した場合のファゴソームタンパク質のリン酸化の選択的な障害が確認された。注目すべきタンパク質は、初期エンドソームマーカー ZFYVE16 と V-ATPase プロトンチャネルコンポーネント ATPV1G1 であった。ファゴソーム酸性化の新しいアッセイでは、C5aによるファゴソーム酸性化の障害が、重症患者の好中球で再現されていた。C5aの障害を受けたタンパク質のリン酸化を調べたところ、ホスファチジルイノシトール3キナーゼVPS34がファゴソームの成熟に関与していることが示唆された。VPS34を阻害すると、好中球の食細胞の酸性化とS. aureusの死滅が阻害されることが示唆された。本研究は、S. aureusとC5aによる破壊に対するヒト好中球のシグナル伝達のリン酸化プロテオミクス的評価を提供し、食細胞の成熟の欠陥と重篤な疾患における免疫不全の新たなメカニズムを明らかにしたものである。

Critical illness is accompanied by the release of large amounts of the anaphylotoxin, C5a. C5a suppresses antimicrobial functions of neutrophils which is associated with adverse outcomes. The signalling pathways that mediate C5a-induced neutrophil dysfunction are incompletely understood. Healthy donor neutrophils exposed to purified C5a demonstrated a prolonged defect (7 hours) in phagocytosis of Staphylococcus aureus. Phosphoproteomic profiling of 2712 phosphoproteins identified persistent C5a signalling and selective impairment of phagosomal protein phosphorylation on exposure to S. aureus. Notable proteins included early endosomal marker ZFYVE16 and V-ATPase proton channel component ATPV1G1. A novel assay of phagosomal acidification demonstrated C5a-induced impairment of phagosomal acidification which was recapitulated in neutrophils from critically ill patients. Examination of the C5a-impaired protein phosphorylation indicated a role for the phosphatidylinositol 3-kinase VPS34 in phagosomal maturation. Inhibition of VPS34 impaired neutrophil phagosomal acidification and killing of S. aureus. This study provides a phosphoproteomic assessment of human neutrophil signalling in response to S. aureus and its disruption by C5a, identifying a defect in phagosomal maturation and new mechanisms of immune failure in critical illness.