Epigenetics regulation of neutrophil extracellular traps by fatty acids

脂肪酸对中性粒细胞胞外陷阱的表观遗传学调控

• 批准号: 22K11790
• 负责人: 佐藤 英介
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Suzuka University of Medical Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K11790/
• 关键词: 好中球; 好中球細胞外トラップ; ヒストン; シトルリン化; アセチル化; 酢酸; エピジェネティックス; 脂肪酸; ペプチジルアルギニンデイミナーゼ4

本年度は短鎖脂肪酸である酢酸のNETosis促進機構を解析した。その結果、1 mM、10 mMの酢酸ナトリウムを添加した際に、好中球に分化したnHL-60細胞では、A23187、およびPMA刺激ともにNETosisを促進させた。ROS測定の結果、酢酸ナトリウム添加した場合はROSの産生を抑える傾向にあった。また、Western blottingでペプジルアルギニンデイミナーゼ４（PAD4）の発現を解析した結果、酢酸ナトリウム添加ではPAD4の発現量は変化しなかった。また、ヒストンH3のシトルリン化を検出した結果、酢酸ナトリウム添加で有意にシトルリン化が亢進した。従って、酢酸ナトリウムが、NETosisを亢進するのは、酢酸ナトリウム処理によるPAD4の発現促進ではなく、酵素活性化が関与することが考えられた。このNETosis促進作用を解析したところ一部は、細胞表面の短鎖脂肪酸受容体であるGPR43を介していることが、GPR43アゴニストを用いた解析で明らかとなった。すなわち、GPR43を介したシグナル伝達がPAD4の酵素活性化につながる可能性が考えられた。また、酢酸は細胞膜受容体を介さなくても細胞内に移行するので、細胞内での酢酸濃度の上昇がNETosis促進に関係する可能性を解析した。解析の結果、酢酸を添加すると細胞内のアセチルCoA濃度が上昇し、ヒストンアセチル化が亢進することが明らかとなった。詳細に解析した結果、ヒストンアセチル化はヒストンH3のK9、K14のアセチル化が亢進することが明らかとなった。ヒストンアセチル化は、シトルリン化と同様にクロマチン脱凝縮を促進することが報告されているおり、さらにヒストンH3のアセチル化はシトルリン化を促進することも報告されているので、酢酸によるNETosis促進作用に、ヒストンアセチル化も一因となる可能性が考えられた。

今年，我们分析了短链脂肪酸乙酸促进 NETosis 的机制。结果，当添加 1 mM 和 10 mM 乙酸钠时，A23187 和 PMA 刺激均促进分化为中性粒细胞的 nHL-60 细胞中的 NETosis。 ROS测量结果表明，添加乙酸钠有抑制ROS产生的趋势。此外，通过Western印迹分析肽精氨酸脱亚胺酶4(PAD4)的表达，结果发现PAD4的表达水平不随乙酸钠的添加而改变。此外，检测到组蛋白H3的瓜氨酸化，并且乙酸钠的添加显着增强了瓜氨酸化。因此，认为乙酸钠增强NETosis的原因不是由于乙酸钠处理促进PAD4表达，而是由于酶激活。使用 GPR43 激动剂进行的分析表明，这种 NETosis 促进作用部分是由细胞表面的短链脂肪酸受体 GPR43 介导的。换句话说，认为通过GPR43的信号转导可能导致PAD4的酶激活。此外，由于乙酸不通过细胞膜受体转移到细胞内，因此我们分析了细胞内乙酸浓度增加与NETosis的促进有关的可能性。分析表明，添加乙酸会增加细胞内乙酰辅酶A的浓度并增强组蛋白乙酰化。详细分析表明，组蛋白 H3 的 K9 和 K14 乙酰化增强了组蛋白乙酰化。组蛋白乙酰化与瓜氨酸化一样，已被报道可促进染色质解缩，并且组蛋白 H3 乙酰化也被报道可促进瓜氨酸化，人们认为组蛋白乙酰化也可能是一个促成因素。