ACTHの連続注入によるストレス応答のシミュレートは、豚副腎のリポ多糖類誘発性炎症を減衰させる

Stress Response Simulated by Continuous Injection of ACTH Attenuates Lipopolysaccharide-Induced Inflammation in Porcine Adrenal Gland.

• Zhiyuan Sun
• Demin Cai
• Xiaojing Yang
• Yueli Shang
• Xian Li
• Yimin Jia
• Chao Yin
• Huafeng Zou
• Yunming Xu
• Qinwei Sun
• Xuhui Zhang

抄録

現代の農場では、動物は環境ストレス要因による細菌侵入のリスクが高い。副腎はストレス応答の末端器官である。副腎内分泌ストレスと自然免疫応答との間のクロストークは、炎症時の免疫恒常性の維持に極めて重要である。したがって、ストレスがブタの副腎におけるリポ多糖類（LPS）誘発性炎症反応に重要な役割を果たしているかどうかを探ることは重要である。30 日齢のデュロック×ランドレース×ラージホワイト交配子豚（12±0.5kg）を、ACTH 前処理（ACTH 注射の有無にかかわらず）と LPS チャレンジ（LPS 注射の有無にかかわらず）を含む処理を 2×2 階調で 4 群に無作為に割り付けた。各グループは、６匹の雄の子豚で構成された。その結果、本発明のLPS調製物単独では、IL-1β、IL-6、TNF-α、IL-10、COX-2、TLR2、TLR4、およびGRのmRNA発現が誘導された（＜0.05）。ACTH前処理は、LPS調製物によって誘導されたTLR2 mRNAおよびIL-6タンパク質レベルを一方向ANOVA分析によって有意にダウンレギュレートした(<0.05)。LPS単独での処理は、非常に有意にSSC-MIR-338レベルを減少させた（< 0.01）。ACTH×LPSの相互作用は、cNOSレベル（=0.011）とssc-miR-338発現（=0.04）について、二元配置のANOVA解析で有意であった。LPS処理はcNOSレベルを有意にダウンレギュレートし（<0.01）、これはACTH前処理（<0.05）によって有意に減衰した。リポ多糖類単独では、ビヒクル群と比較してssc-miR-146bの発現レベルに影響を与えなかった。しかし、LPSと組み合わせたACTH前処理は、このマイクロRNAの発現を有意に増加させた（＜0.05）。TLR1〜10はすべて副腎組織で発現していた。LPS単独での挑戦では、超音波レベルでの顕著な代償的ミトコンドリア損傷が誘導されたが、ACTH前処理により緩和された。したがって、ACTH前処理は、LPSによって誘発された局所的な副腎コルチゾールの分泌をブロックすることができた（< 0.05）。以上の結果から、ACTH前処理はLPS誘発性のミトコンドリア損傷と炎症を減衰させ、副腎のcNOS活性を低下させ、最終的にLPS注射後6時間で局所副腎コルチゾールを基底レベルに戻したと考えられることが示された。

On modern farms, animals are at high risk of bacterial invasion due to environmental stress factors. The adrenal gland is the terminal organ of the stress response. The crosstalk between adrenal endocrine stress and innate immune response is critical for the maintenance of immune homeostasis during inflammation. Thus, it's important to explore whether stresses play a pivotal role in lipopolysaccharide (LPS)-induced inflammatory response in the porcine adrenal gland. Thirty-days-old Duroc × Landrace × Large White crossbred piglets (12 ± 0.5 kg) were randomly allocated into four groups in a 2 × 2 factorial arrangement of treatments, including ACTH pretreatment (with or without ACTH injection) and LPS challenge (with or without LPS injection). Each group consisted of six male piglets. The results showed that our LPS preparation alone induced mRNA expressions of IL-1β, IL-6, TNF-α, IL-10, COX-2, TLR2, TLR4, and GR ( < 0.05). ACTH pretreatment downregulated the TLR2 mRNA and IL-6 protein level induced by our LPS preparation significantly ( < 0.05) by one-way ANOVA analysis. Treatment with LPS alone extremely significantly decreased ssc-miR-338 levels ( < 0.01). Interaction of ACTH × LPS was significant for cNOS level ( = 0.011) and ssc-miR-338 expression ( = 0.04) by two-way ANOVA analysis. The LPS treatment significantly downregulated cNOS levels ( < 0.01), which was significantly attenuated by ACTH pretreatment ( < 0.05). Lipopolysaccharide alone did not affect ssc-miR-146b expression levels compared to that in the vehicle group. However, ACTH pretreatment in combination with LPS significantly increased this micro-RNA expression ( < 0.05). TLRs 1-10 were all expressed in adrenal tissue. The LPS challenge alone induced remarkable compensatory mitochondrial damages at the ultrastructural level, which was alleviated by ACTH pretreatment. Accordingly, ACTH pretreatment was able to block LPS-induced secretion of local adrenal cortisol ( < 0.05). Taken together, our results demonstrate that ACTH pretreatment seems to attenuate LPS-induced mitochondria damage and inflammation that decreased cNOS activity in the adrenal gland and ultimately returned local adrenal cortisol to basal levels at 6 h post LPS injection.

Copyright © 2020 Sun, Cai, Yang, Shang, Li, Jia, Yin, Zou, Xu, Sun and Zhang.