鶏モデルにおける家禽コレラ関連肝障害における壊死、アポトーシス、炎症の役割

The Role of Necroptosis, Apoptosis, and Inflammation in Fowl Cholera-Associated Liver Injury in a Chicken Model.

• Qiyu Tang
• Weitian Li
• Na Dai
• Yiming Gao
• Yu Han
• Guofu Cheng
• Changqin Gu

抄録

Pasteurella multocida に感染して発生する家禽コレラは、家禽業界に莫大な経済的損失をもたらしている。壊死性肝炎は鶏の家禽コレラに関連した重大な病変であると報告されている。家禽コレラの新たな予防法を開発するためには、P. multocida感染による肝障害の分子機構を解明することが必要である。Pasteurella multocida Q（標準基準株）および P. multocida 1G1（臨床株）を用いて健康な産卵鶏を感染させた。臨床症状を観察し，剖検後に肝臓の病変を観察した．組織学的病変、肝組織における壊死、アポトーシス、炎症に関連するタンパク質分子の局在および発現をヘマトキシリン・エオシン染色および免疫組織化学で調べた。肝障害関連遺伝子の発現を調べるためにウエスタンブロット分析を行った。壊死病巣内またはその周辺の肝細胞の細胞質を中心に免疫染色を行い、RIPK1（受容体相互作用プロテインキナーゼ1）、RIPK3（受容体相互作用プロテインキナーゼ3）、MLKL（mixed lineage kinase domain-like protein）のような壊死分子が観察された。および炎症メディエーターHMGB1（high-mobility group box 1）およびIL-6（interleukin-6）がヘテロフィルス、単球/マクロファージ、肝静脈洞の細胞質に認められた。また、肝実質細胞、炎症細胞、間質空間では、MMP9（マトリックスメタロプロテアーゼ9）、TIMP1（組織阻害剤メタロプロテアーゼ1）の発現が認められたが、肝細胞では主にアポトーシスエフェクター分子であるカスパーゼ3（システイン含有アスパラギンタンパク分解酵素3）の発現が認められた。RIPK1、RIPK3、MLKLの発現は、感染鶏では対照群に比べて有意に高かった。また、HMGB1およびIL-6タンパク質レベルも感染鶏では対照群と比較して増加していた。MMP9とTIMP1の両方が感染鶏で高発現していた。さらに、カスパーゼ-3タンパク質レベルは感染鶏で有意に上昇した。P. multocidaによる肝障害では，壊死，アポトーシス，炎症が重要な役割を果たしていた．

Fowl cholera resulting from infection with Pasteurella multocida causes huge economic losses in the poultry industry. Necrotic hepatitis is reported to be a significant lesion associated with fowl cholera in chickens. Clarifying the underlying molecular mechanism of hepatic injury caused by P. multocida infection is needed to develop new strategies to control fowl cholera. Pasteurella multocida Q (the standard reference strain) and P. multocida 1G1 (a clinical strain) were used to infect healthy laying hens. Clinical signs were observed and gross lesions in livers were observed postmortem. Histologic lesions and the localization and expression of protein molecules associated with necroptosis, apoptosis, and inflammation in hepatic tissues were examined by hematoxylin and eosin staining and immunohistochemistry. Western blot analysis was used to determine the expression of liver injury-related genes. Necroptotic molecules such as RIPK1 (receptor interaction protein kinases 1), RIPK3 (receptor interaction protein kinases 3), and MLKL (mixed lineage kinase domain-like protein) were observed by immunostaining primarily in the cytoplasm of hepatocytes within or around necrotic foci, and inflammatory mediators HMGB1 (high-mobility group box 1) and IL-6 (interleukin-6) were found in the cytoplasm of heterophils, monocytes/macrophages, and hepatic sinusoids. In addition, MMP9 (matrix metalloproteinase 9) and TIMP1 (tissue inhibitor of metalloproteinase 1) were observed in hepatic parenchymal cells, inflammatory cells, and interstitial spaces, whereas the apoptotic effector molecule caspase-3 (cysteine-containing aspartic proteolytic enzymes 3) was mainly found in hepatocytes. The expression of RIPK1, RIPK3, and MLKL was significantly higher in the infected chickens than in the controls. HMGB1 and IL-6 protein levels were also increased in infected chickens relative to those in controls. Both MMP9 and TIMP1 were highly expressed in infected chickens. In addition, caspase-3 protein levels were significantly elevated in infected chickens. Necroptosis, apoptosis, and inflammation played a significant role in hepatic injury caused by P. multocida.