グラム陰性細菌性エンドトキシンLPSは、豚腸細胞の腸内特異的転写物のEts1依存性ダウンレギュレーションを介して NeuGcの損失を誘導する

Gram-Negative Bacterial Endotoxin LPS Induces NeuGc Loss through Ets1-Dependent Downregulation of Intestine-Specific Transcript in Porcine Intestinal Cells.

• Choong-Hwan Kwak
• Kwon-Ho Song
• Cheorl-Ho Kim

抄録

シチジン-5'-モノホスホ-N-アセチルノイラミン酸水酸化酵素（CMAH）によって合成される非ヒトシアル酸誘導体であるN-グリコリルノイラミン酸（NeuGc）は、特定の病原体による感染症の媒介に重要な役割を果たしている。微生物感染時には NeuGc の生合成や CMAH の発現が低下すると考えられているが、そのメカニズムは不明である。本研究では、グラム陰性菌のエンドトキシンであるリポポリサッカライド（LPS）に曝露すると、豚小腸I2I-2I細胞では NeuGcの生合成が低下することを明らかにした。このLPSによるNeuGcの消失は、CMAHの転写産物、特に腸管特異的なCMAHの量の減少を伴っていた。さらに、LPSはEst1のDNA結合を阻害することで、その原因となるPiプロモーターの活性を抑制した。これらの知見は、病原性感染症の発症時における Neu5Gc 生合成の制御機構を明らかにするものであり、非衛生的な環境下でも病原性細菌感染症から自己を守る宿主防御機構の一端を担っている可能性が示唆される。

N-glycolylneuraminic acid (NeuGc), a non-human sialic acid derivative synthesized by cytidine-5'-monophospho-N-acetylneuraminic acid hydroxylase (CMAH), plays a crucial role in mediating infections by certain pathogens. Although it has been postulated that NeuGc biosynthesis and CMAH expression are downregulated during microbial infection, the underlying mechanisms remain unclear. The present study showed that exposure to lipopolysaccharide (LPS), a Gram-negative bacterial endotoxin, leads to loss of NeuGc biosynthesis in pig small intestinal I2I-2I cells. This LPS-induced NeuGc loss was accompanied by decreased CMAH transcript levels, especially intestine-specific . Furthermore, LPS suppressed the activity of the Pi promoter responsible for by inhibiting DNA binding of Est1. These findings provide insight into the regulatory mechanisms of Neu5Gc biosynthesis during pathogenic infectious events, which may represent a host defense mechanism that protects the self against pathogenic bacterial infections even in non-sanitary environments.