Điều chỉnh mức miR-155 và miR-125b sau kích thích bằng lipopolysaccharide/TNF-α và vai trò tiềm năng của chúng trong điều hòa đáp ứng sốc nội độc tố
Tóm tắt
Chúng tôi báo cáo tại đây rằng miR-155 và miR-125b đóng vai trò trong đáp ứng miễn dịch bẩm sinh. Việc kích thích LPS trên đại thực bào dòng Raw 264.7 ở chuột dẫn đến tăng biểu hiện miR-155 và giảm biểu hiện miR-125b. Những thay đổi tương tự cũng được quan sát khi chuột C57BL/6 được tiêm phúc mạc LPS. Hơn nữa, nồng độ miR-155 và miR-125b trong tế bào Raw 264.7 thể hiện các biến thiên dao động khi đáp ứng với TNF-α. Những biến đổi này bị cản trở bởi việc tiền xử lý tế bào bằng chất ức chế proteasome MG-132, cho thấy rằng hai microRNA (miRNA) này ít nhất có thể tạm thời chịu sự kiểm soát trực tiếp bởi hoạt động phiên mã của NF-κB. Chúng tôi cho thấy miR-155 nhiều khả năng tác động trực tiếp lên các bản mã mã hóa cho một số protein tham gia dẫn truyền tín hiệu LPS, bao gồm protein miền chết liên kết Fas (FADD), IκB kinase ε (IKKε), và kinase serine-threonine tương tác thụ thể trong siêu họ TNFR 1 (Ripk1), đồng thời thúc đẩy quá trình dịch mã TNF-α. Ngược lại, miR-125b tương tác với vùng 3′-không dịch mã của bản mã TNF-α; do đó, sự giảm biểu hiện miR-125b để đáp ứng với LPS có thể cần thiết cho việc sản xuất TNF-α thích hợp. Cuối cùng, chuột chuyển gene Eμ-miR-155 tạo ra mức TNF-α cao hơn khi tiếp xúc với LPS và trở nên quá mẫn với sốc nhiễm trùng gây ra bởi LPS/d-galactosamine. Nhìn chung, dữ liệu của chúng tôi cho thấy việc điều hòa miR-155 và miR-125b phụ thuộc LPS/TNF-α có thể liên quan đến đáp ứng với sốc nội độc tố, qua đó mở ra những đích mới trong thiết kế thuốc.
Tài liệu tham khảo
Anderson, K. V.. 2000. Toll signaling pathways in the innate immune response. Curr. Opin. Immunol. 12: 13-19.
Schletter, J., H. Heine, A. J. Ulmer, E. T. Rietschel. 1995. Molecular mechanisms of endotoxin activity. Arch. Microbiol. 164: 383-389.
Sha, W. C., H. C. Liou, E. I. Tuomanen, D. Baltimore. 1995. Targeted disruption of the p50 subunit of NF-κB leads to multifocal defects in immune responses. Cell 80: 321-330.
Kontoyiannis, D., M. Pasparakis, T. T. Pizarro, F. Cominelli, G. Kollias. 1999. Impaired on/off regulation of TNF biosynthesis in mice lacking TNF AU-rich elements: implications for joint and gut-associated immunopathologies. Immunity 10: 387-398.
Kotlyarov, A., A. Neininger, C. Schubert, R. Eckert, C. Birchmeier, H. D. Volk, M. Gaestel. 1999. MAPKAP kinase 2 is essential for LPS-induced TNF-α biosynthesis. Nat. Cell. Biol. 1: 94-97.
Dumitru, C. D., J. D. Ceci, C. Tsatsanis, D. Kontoyiannis, K. Stamatakis, J. H. Lin, C. Patriotis, N. A. Jenkins, N. G. Copeland, G. Kollias, P. N. Tsichlis. 2000. TNF-α induction by LPS is regulated posttranscriptionally via a Tpl2/ERK-dependent pathway. Cell 103: 1071-1083.
Fink, M. P., S. O. Heard. 1990. Laboratory models of sepsis and septic shock. J. Surg. Res. 49: 186-196.
Dinarello, C. A., J. A. Gelfand, S. M. Wolff. 1993. Anticytokine strategies in the treatment of the systemic inflammatory response syndrome. J. Am. Med. Assoc. 269: 1829-1835.
Galanos, C., M. A. Freudenberg, W. Reutter. 1979. Galactosamine-induced sensitization to the lethal effects of endotoxin. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 76: 5939-5943.
Pasparakis, M., L. Alexopoulou, V. Episkopou, G. Kollias. 1996. Immune and inflammatory responses in TNF α-deficient mice: a critical requirement for TNF α in the formation of primary B cell follicles, follicular dendritic cell networks and germinal centers, and in the maturation of the humoral immune response. J. Exp. Med. 184: 1397-1411.
Pfeffer, K., T. Matsuyama, T. M. Kundig, A. Wakeham, K. Kishihara, A. Shahinian, K. Wiegmann, P. S. Ohashi, M. Kronke, T. W. Mak. 1993. Mice deficient for the 55 kd tumor necrosis factor receptor are resistant to endotoxic shock, yet succumb to L. monocytogenes infection. Cell 73: 457-467.
Raabe, T., M. Bukrinsky, R. A. Currie. 1998. Relative contribution of transcription and translation to the induction of tumor necrosis factor-α by lipopolysaccharide. J. Biol. Chem. 273: 974-980.
Han, J., B. Beutler. 1990. The essential role of the UA-rich sequence in endotoxin-induced cachectin/TNF synthesis. Eur. Cytokine Network 1: 71-75.
Han, J., T. Brown, B. Beutler. 1990. Endotoxin-responsive sequences control cachectin/tumor necrosis factor biosynthesis at the translational level. J. Exp. Med. 171: 465-475.
Wang, E., W. J. Ma, C. Aghajanian, D. R. Spriggs. 1997. Posttranscriptional regulation of protein expression in human epithelial carcinoma cells by adenine-uridine-rich elements in the 3′-untranslated region of tumor necrosis factor-α messenger RNA. Cancer Res. 57: 5426-5433.
Taylor, G. A., E. Carballo, D. M. Lee, W. S. Lai, M. J. Thompson, D. D. Patel, D. I. Schenkman, G. S. Gilkeson, H. E. Broxmeyer, B. F. Haynes, P. J. Blackshear. 1996. A pathogenetic role for TNF α in the syndrome of cachexia, arthritis, and autoimmunity resulting from tristetraprolin (TTP) deficiency. Immunity 4: 445-454.
Dean, J. L., R. Wait, K. R. Mahtani, G. Sully, A. R. Clark, J. Saklatvala. 2001. The 3′ untranslated region of tumor necrosis factor α mRNA is a target of the mRNA-stabilizing factor HuR. Mol. Cell. Biol. 21: 721-730.
Piecyk, M., S. Wax, A. R. Beck, N. Kedersha, M. Gupta, B. Maritim, S. Chen, C. Gueydan, V. Kruys, M. Streuli, P. Anderson. 2000. TIA-1 is a translational silencer that selectively regulates the expression of TNF-α. EMBO J. 19: 4154-4163.
Gueydan, C., L. Droogmans, P. Chalon, G. Huez, D. Caput, V. Kruys. 1999. Identification of TIAR as a protein binding to the translational regulatory AU-rich element of tumor necrosis factor α mRNA. J. Biol. Chem. 274: 2322-2326.
He, L., G. J. Hannon. 2004. MiRNAs: small RNAs with a big role in gene regulation. Nat. Rev. Genet. 5: 522-531.
Costinean, S., N. Zanesi, Y. Pekarsky, E. Tili, S. Volinia, N. Heerema, C. M. Croce. 2006. PreB cell proliferation and lymphoblastic leukemia/high-grade lymphoma in Eμ-miR155 transgenic mice. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 103: 7024-7029.
Rodriguez, A., E. Vigorito, S. Clare, M. V. Warren, P. Couttet, D. R. Soond, S. van Dongen, R. J. Grocock, P. P. Das, E. A. Miska, et al 2007. Requirement of bic/microRNA-155 for normal immune function. Science 316: 608-611.
Thai, T. H., D. P. Calado, S. Casola, K. M. Ansel, C. Xiao, Y. Xue, A. Murphy, D. Frendewey, D. Valenzuela, J. L. Kutok, et al 2007. Regulation of the germinal center response by microRNA-155. Science 316: 604-608.
Liu, C. G., G. A. Calin, B. Meloon, N. Gamliel, C. Sevignani, M. Ferracin, C. D. Dumitru, M. Shimizu, S. Zupo, M. Dono, et al 2004. An oligonucleotide microchip for genome-wide miRNA profiling in human and mouse tissues. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 101: 9740-9744.
Hoffmann, A., A. Levchenko, M. L. Scott, D. Baltimore. 2002. The IκB-NF-κB signaling module: temporal control and selective gene activation. Science 298: 1241-1245.
Wang, X. C., C. Jobin, J. B. Allen, W. L. Roberts, G. J. Jaffe. 1999. Suppression of NF-κB-dependent proinflammatory gene expression in human RPE cells by a proteasome inhibitor. Invest. Ophthalmol. Visual Sci. 40: 477-486.
Hsu, H., J. Huang, H. B. Shu, V. Baichwal, D. V. Goeddel. 1996. TNF-dependent recruitment of the protein kinase RIP to the TNF receptor-1 signaling complex. Immunity 4: 387-396.
O’Donnell, M. A., D. Legarda-Addison, P. Skountzos, W. C. Yeh, A. T. Ting. 2007. Ubiquitination of RIP1 regulates an NF-κB-independent cell-death switch in TNF signaling. Curr. Biol. 17: 418-424.
Ting, A. T., F. X. Pimentel-Muinos, B. Seed. 1996. RIP mediates tumor necrosis factor receptor 1 activation of NF-κB but not Fas/APO-1-initiated apoptosis. EMBO J. 15: 6189-6196.
Zhang, Y., S. Rosenberg, H. Wang, H. Z. Imtiyaz, Y. J. Hou, J. Zhang. 2005. Conditional Fas-associated death domain protein (FADD): GFP knockout mice reveal FADD is dispensable in thymic development but essential in peripheral T cell homeostasis. J. Immunol. 175: 3033-3044.
Imtiyaz, H. Z., S. Rosenberg, Y. Zhang, Z. S. Rahman, Y. J. Hou, T. Manser, J. Zhang. 2006. The Fas-associated death domain protein is required in apoptosis and TLR-induced proliferative responses in B cells. J. Immunol. 176: 6852-6861.
Harris, J., S. Oliere, S. Sharma, Q. Sun, R. Lin, J. Hiscott, N. Grandvaux. 2006. Nuclear accumulation of cRel following C-terminal phosphorylation by TBK1/IKKε. J. Immunol. 177: 2527-2535.
Taganov, K. D., M. P. Boldin, K. J. Chang, D. Baltimore. 2006. NF-κB-dependent induction of miRNA miR-146, an inhibitor targeted to signaling proteins of innate immune responses. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 103: 12481-12486.
O’Connell, R. M., K. D. Taganov, M. P. Boldin, G. Cheng, D. Baltimore. 2007. MicroRNA-155 is induced during the macrophage inflammatory response. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 104: 1604-1609.
Scott, G. K., A. Goga, D. Bhaumik, C. E. Berger, C. S. Sullivan, C. C. Benz. 2007. Coordinate suppression of ERBB2 and ERBB3 by enforced expression of miRNA miR-125a or miR-125b. J. Biol. Chem. 282: 1479-1486.
Wu, L., J. Fan, J. G. Belasco. 2006. MicroRNAs direct rapid deadenylation of mRNA. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 103: 4034-4039.
Mahlknecht, U., J. Will, A. Varin, D. Hoelzer, G. Herbein. 2004. Histone deacetylase 3, a class I histone deacetylase, suppresses MAPK11-mediated activating transcription factor-2 activation and represses TNF gene expression. J. Immunol. 173: 3979-3990.
Chaudhary, P. M., M. Eby, A. Jasmin, A. Bookwalter, J. Murray, L. Hood. 1997. Death receptor 5, a new member of the TNFR family, and DR4 induce FADD-dependent apoptosis and activate the NF-κB pathway. Immunity 7: 821-830.
Volinia, S., G. A. Calinx, C. G. Liu, S. Ambs, A. Cimmino, F. Petrocca, R. Visone, M. Iorio, C. Roldo, M. Ferracin, et al 2006. A microRNA expression signature of human solid tumors defines cancer gene targets. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 103: 2257-2261.
Eis, P. S., W. Tam, L. Sun, A. Chadburn, Z. Li, M. F. Gomez, E. Lund, J. E. Dahlberg. 2005. Accumulation of miR-155 and BIC RNA in human B cell lymphomas. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 102: 3627-3632.
Werner, S. L., D. Barken, A. Hoffmann. 2005. Stimulus specificity of gene expression programs determined by temporal control of IKK activity. Science 309: 1857-1861.