miR-138-5p阻害剤で修飾したヒト間葉系幹細胞のオバルブミン誘発アレルギー性鼻炎・喘息症候群に対する保護効果

Protective effect of miR-138-5p inhibition modified human mesenchymal stem cell on ovalbumin-induced allergic rhinitis and asthma syndrome.

抄録

本研究の目的は、miR-138-5p阻害剤で改変したヒト間葉系幹細胞（hMSCs）のアレルギー性鼻炎・喘息症候群（ARAS）に対する保護効果を評価することである。miR-138-5pまたはネガティブコントロールをhMSCsにトランスフェクションし、蛍光活性化セルソーティングによりhMSCの表面マーカーを評価した。miR-138-5p, SIRT1, カスパーゼ-3, IL-6, IL-1β, TNF-αをTNF-αおよびIL-6刺激後に定量的リアルタイムPCR（qRT-PCR）で評価した。 miR-138-5pを阻害した、または阻害しないhMSCsをARASマウスに経鼻投与し（各群n=10）、くしゃみと鼻をこする事象を観察してアレルギー症状を評価した。酵素結合免疫吸着法を用いて、血清および鼻腔洗浄液中のヒスタミン、オバルブミン特異的IgE、IgG2a、IgG1およびLTC4の放出をモニターした。鼻粘膜におけるSIRT1およびHMGB1/TLR4経路の発現を評価した。miR-138-5p 阻害剤のトランスフェクション後、hMSC の系譜は維持された。SIRT1 と miR-138-4p の結合が観察され、miR-138-5p を阻害すると SIRT1 のアップレギュレーションが見られた。miR-138-5pを阻害すると、TNF-αやIL-6刺激によるhMSCの炎症反応や、マウスのアレルギー症状、ヒスタミンやオバルブミン特異的IgGの放出が抑制された。miR-138-5pを阻害したhMSCは、SIRT1が活性化され、HMGB1/TLR4経路が阻害される特徴を示した。miR-138-5pを阻害したhMSCsは、ARASモデルの炎症反応やアレルギー反応を抑制する効果が高まり、SIRT1やHMGB1/TLR4経路が制御されていると推測された。

The objective of the study is to evaluate the protective effects of human mesenchymal stem cells (hMSCs) modified with miR-138-5p inhibitor against the allergic rhinitis and asthma syndrome (ARAS). MiR-138-5p or negative control was transfected into hMSCs, and fluorescence-activated cell sorting was used to evaluate hMSC surface markers. Quantitative real-time PCR (qRT-PCR) was used to evaluate miR-138-5p, SIRT1, caspase-3, IL-6, IL-1β and TNF-α levels after TNF-α and IL-6 stimulations. hMSCs with or without miR-138-5p inhibition was intranasally administered into ARAS mice (n = 10 each group), followed by monitoring sneezing and nasal rubbing events to evaluate the allergic symptoms. Histamine, ovalbumin-specific IgE, IgG2a, IgG1 and LTC4 release were monitored in the serum and nasal lavage fluid using enzyme-linked immunosorbent assay. Expression of SIRT1 and HMGB1/TLR4 pathway in nasal mucosa was assessed. After miR-138-5p inhibitor transfection, the hMSC lineage was preserved. Binding between SIRT1 and miR-138-4p was observed, and miR-138-5p inhibition led to upregulation of SIRT1. Inhibition of miR-138-5p led to attenuated inflammatory responses of hMSCs upon TNF-α and IL-6 stimulation, and allergic symptoms in mice, as well as histamine and ovalbumin-specific IgG release. hMSCs with miR-138-5p inhibition showed characteristics of activated SIRT1 and inhibited HMGB1/TLR4 pathway. Inhibition of miR-138-5p in hMSCs enhanced its effects in attenuating inflammatory responses and allergic reaction in the ARAS model, which is presumably regulated by SIRT1 and the HMGB1/TLR4 pathway.