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日本脳炎ウイルス感染後のオートファジーフラックスの障害は、炎症性ミクログリアの活性化と関連している
Impaired Autophagy Flux is Associated with Proinflammatory Microglia Activation Following Japanese Encephalitis Virus Infection.
PMID: 32613347 DOI: 10.1007/s11064-020-03080-5.
抄録
日本脳炎ウイルス（JEV）感染症におけるオートファジーの役割はあまり知られていない。本研究では、日本脳炎ウイルス（JEV）感染モデルマウスを用いて、ミクログリアの活性化、神経行動機能、神経細胞死におけるオートファジーの役割を報告した。オートファジーのマーカー（LC3-II/I、SQSTM1/P62、phos-Akt、phos-AMPK）と神経細胞死のマーカー（切断カスパーゼ12、H2Ax、ポリユビキチン）を接種1日後、3日後、7日後のウエスタンブロットで調べた。カテプシンDはJEV感染マウスの大脳皮質で分光光度測定した。ミクログリアの活性化とプロ炎症性サイトカイン（IL1β, TNF-α, IFNγ, IL6）を免疫組織化学、ウエスタンブロットおよびqPCR解析により測定した。神経炎症の変化とオートファジーを介した神経細胞死を調べるために、BV2ミクログリアとN2a神経細胞を用いた。大脳皮質のオートファジー活性化マーカーLC3-II/Iとその基質SQSTM1/P62が有意に増加し、カテプシンD活性は接種後7日目に低下した。大脳皮質のミクログリアは活性化され，IL1β，TNF-α，IFNγ，IL6の高い炎症性mRNAの発現を示し，海馬ではDNA損傷（H2AX）や神経細胞死の経路が増加し，神経行動機能障害を示した．また、JEV感染を媒介としたオートファジーフラックスの阻害と神経細胞死については、N2a神経細胞においても同様の結果が得られた。以上のことから、JEV感染後のオートファジー制御、ミクログリア活性化、神経変性の役割についてのエビデンスが得られた。
Role of autophagy in Japanese encephalitis viral (JEV) infection is not well known. In the present study, we reported the role of autophagy flux in microglia activation, neurobehavioral function and neuronal death using a mouse model of JEV. Markers for autophagy (LC3-II/I, SQSTM1/P62, phos-Akt, phos-AMPK), and neuronal death (cleaved caspase 12, H2Ax, polyubiquitin) were investigated by western blot at 1, 3 and 7 days post inoculation. Cathepsin D was measured in cerebral cotex of JEV infected mice spectrophotometrically. Microglia activation and pro-inflammatory cytokines (IL1β, TNF-α, IFNγ, IL6) were measured by immunohistochemistry, western blot and qPCR analysis. In order to determine the neuroinflammatory changes and autophagy mediated neuronal cell death, BV2-microglia and N2a-neuronal cells were used. Autophagy activation marker LC3-II/I and its substrate SQSTM1/P62 were significantly increased while cathepsin D activity was decreased on day 7 post inoculation in cerebral cortex. Microglia in cortex were activated and showed higher expression of proinflammatory mRNA of IL1β, TNF-α, IFNγ and IL6, with increased DNA damage (H2AX) and neuronal cell death pathways in hippocampus and neurobehavioral dysfunction. Similar observations on JEV infection mediated autophagy flux inhibition and neuronal cell death was found in N2a neuronal cell. Collectively, our study provides evidence on the role of autophagy regulation, microglial activation and neurodegeneration following JEV infection.