RNFT2/IL-3Rα軸はIL-3シグナル伝達と自然免疫を制御している

The RNFT2/IL-3Rα axis regulates IL-3 signaling and innate immunity.

• Yao Tong
• Travis B Lear
• John Evankovich
• Yanwen Chen
• James D Londino
• Michael M Myerburg
• Yingze Zhang
• Iulia D Popescu
• John F McDyer
• Bryan J McVerry
• Karina C Lockwood
• Michael J Jurczak
• Yuan Liu
• Bill B Chen

抄録

インターロイキン-3（IL-3）受容体α（IL-3Rα）は、リガンド特異的IL-3Rのαサブユニットであり、IL-3に応答して細胞内シグナル伝達を開始する。IL-3は、マウス敗血症モデルにおいて、炎症性シグナル伝達とサイトカインストームを増幅する。ここで我々は、これまで明らかにされていなかったRING fingerユビキチンE3リガーゼであるRNFT2（RING finger transmembrane-domain containing protein 2、別名TMEM118）が、プロテアソームにおけるIL-3Rαのユビキチン化と分解を介して、IL-3依存性の細胞応答をネガティブに制御していることを発見した。また、IL-3Rαのリジン357がユビキチンアクセプターサイトであることを明らかにした。LPSによるプライミングは、RNFT2の量を減少させ、IL-3Rαの半減期を延長させ、IL-3の効果に細胞を感作し、相乗的に作用して炎症性シグナルを増加させることを明らかにした。IL-3はLPSと相乗的に作用して肺の炎症を悪化させることがわかった。さらに、RNFT2の過剰発現は肺の炎症と傷害を減少させたが、RNFT2のノックダウンはLPS誘発マウスの肺傷害における炎症反応を悪化させた。最後に、我々は、嚢胞性線維症患者の肺摘出物を用いて、RNFT2とIL-3Rαを調べ、急性呼吸窮迫症候群のリスクがある重症患者ではIL-3が上昇していることを明らかにしました。これらの結果は、RNFT2がIL-3Rαのネガティブレギュレーターであることを明らかにし、肺における自然免疫応答の調節におけるRNFT2/IL-3Rα/IL-3軸の潜在的な役割を示しています。

Interleukin-3 (IL-3) receptor α (IL-3Rα) is the α subunit of the ligand-specific IL-3R and initiates intracellular signaling in response to IL-3. IL-3 amplifies proinflammatory signaling and cytokine storm in murine sepsis models. Here we found that RNFT2 (RING finger transmembrane-domain containing protein 2, also TMEM118), a previously uncharacterized RING finger ubiquitin E3 ligase, negatively regulated IL-3-dependent cellular responses through IL-3Rα ubiquitination and degradation in the proteasome. In vitro, IL-3 stimulation promoted IL-3Rα proteasomal degradation dependent on RNFT2, and we identified IL-3Rα lysine 357 as a ubiquitin acceptor site. We determined that LPS priming reduces RNFT2 abundance, extends IL-3Rα half-life, and sensitizes cells to the effects of IL-3, acting synergistically to increase proinflammatory signaling. In vivo, IL-3 synergized with LPS to exacerbate lung inflammation in LPS and Pseudomonas aeruginosa-challenged mice; conversely, IL-3 neutralization reduced LPS-induced lung injury. Further, RNFT2 overexpression reduced lung inflammation and injury, whereas Rnft2 knockdown exacerbated inflammatory responses in LPS-induced murine lung injury. Last, we examined RNFT2 and IL-3Rα in human lung explants from patients with cystic fibrosis and also showed that IL-3 is elevated in mechanically ventilated critically ill humans at risk for acute respiratory distress syndrome. These results identify RNFT2 as a negative regulator of IL-3Rα and show a potential role for the RNFT2/IL-3Rα/IL-3 axis in regulating innate immune responses in the lung.