ヒトマクロファージの内包化と中毒性はセルギリン（シナプトギリン-2）に依存していることを明らかにした

Internalization and Intoxication of Human Macrophages by the Active Subunit of the Cytolethal Distending Toxin Is Dependent Upon Cellugyrin (Synaptogyrin-2).

• Kathleen Boesze-Battaglia
• Anuradha Dhingra
• Lisa M Walker
• Ali Zekavat
• Bruce J Shenker

抄録

サイトールタールジステンディング毒素（Cdt）は、リンパ球や他の細胞型において細胞周期停止とアポトーシスを誘導することができるヘテロ三量体のAB毒素であり、最近では、ヒトマクロファージがCdt誘導性アポトーシスに抵抗性であるが、NLRP3 炎症制御因子の活性化を含む毒素誘導性の炎症性サイトカイン反応に感受性があることを明らかにした。最近、我々はヒトマクロファージがCdTによるアポトーシスには抵抗性であるが、NLRP3インフルマソームの活性化を含む毒素誘発性の炎症性サイトカイン反応には感受性があることを明らかにした。Cdtへの曝露は、細胞表面への結合に続き、活性サブユニットであるCdtBの内部化と細胞内コンパートメントへの移動をもたらします。内部化は逆行経路のハイジャックを伴います。レトロ-2で細胞を処理すると、CdtB-ゴルジ結合の減少につながります。これらのイベントは、しばしば脂質ラフトと呼ばれる脂質リッチ膜ミクロドメインのコンテキストでコレステロールへの毒素の結合に依存しています。我々は今、マクロファージをCdTに曝露してから1時間以内にCdTBが内部化され、主に脂質ラフト内に存在することを示しています。さらに免疫沈降法を用いて解析したところ、CdtBはセルギリンとデルリン-2の両方を含む複合体と結合していることがわかりました。さらに、セルギリンを欠損したヒトマクロファージ細胞株（THP-1）にCdTを投与したところ、CdTはCdTBを内包することができず、CdT誘発性の炎症反応に抵抗性を示した。我々は、脂質ラフトがセルギリンとともに、ヒトマクロファージの細胞内標的部位へのCdtBの内部化と移動に重要な役割を果たしていることを示唆している。これらの研究は、セルギリンがヒトマクロファージで発現し、これらの細胞のCdT毒性に重要な役割を果たしていることを示す最初の証拠を提供します。

The cytolethal distending toxin (Cdt) is a heterotrimeric AB toxin capable of inducing cell cycle arrest and apoptosis in lymphocytes and other cell types. Recently, we have demonstrated that human macrophages are resistant to Cdt-induced apoptosis but are susceptible to toxin-induced pro-inflammatory cytokine response involving activation of the NLRP3 inflammasome. Exposure to Cdt results in binding to the cell surface followed by internalization and translocation of the active subunit, CdtB, to intracellular compartments. Internalization involves hijacking of retrograde pathways; treatment of cells with Retro-2 leads to a decrease in CdtB-Golgi association. These events are dependent upon toxin binding to cholesterol in the context of lipid rich membrane microdomains often referred to as lipid rafts. We now demonstrate that within 1 h of exposure of macrophages to Cdt, CdtB is internalized and found primarily within lipid rafts; concurrently, cellugyrin (synaptogyrin-2) also translocates into lipid rafts. Further analysis by immunoprecipitation indicates that CdtB associates with complexes containing both cellugyrin and Derlin-2. Moreover, a human macrophage cell line deficient in cellugyrin expression (THP-1) challenged with Cdt failed to internalize CdtB and was resistant to the Cdt-induced pro-inflammatory response. We propose that lipid rafts along with cellugyrin play a critical role in the internalization and translocation of CdtB to critical intracellular target sites in human macrophages. These studies provide the first evidence that cellugyrin is expressed in human macrophages and plays a critical role in Cdt toxicity of these cells.

Copyright © 2020 Boesze-Battaglia, Dhingra, Walker, Zekavat and Shenker.