Zeitschrift für klinische und zelluläre Immunologie
Offener Zugang

Abstrakt

Aktivierung von Alveolarmakrophagen mit Interferon-γ fördert antioxidative Abwehr über den Nrf2-ARE-Signalweg

Bashar S. Staitieh, Eduardo E. Egea, Xian Fan1, Nnamdi Azih, Wendy Neveu und David M. Guidot

Der Phänotyp und die Funktion von Makrophagen hängen von der zugrunde liegenden Mikroumgebung ab. Viele Krankheiten gehen mit abnormalen Verschiebungen des Polarisationszustands von Makrophagen einher, die die Fähigkeit der Zellen einschränken, zu angeborenen Immuneffektoren zu werden. Frühere Arbeiten auf diesem Gebiet legen nahe, dass chronischer Alkoholkonsum, der mit einer Abkehr von angeborenen Immuneffektormakrophagen einhergeht, auch mit einer mangelhaften Reaktion auf oxidativen Stress einhergeht. Wir stellten daher die Hypothese auf, dass die optimale Reaktion auf oxidativen Stress von der Fähigkeit des Makrophagen abhängt, zu einer angeborenen Immuneffektorzelle zu werden. Um diese Hypothese zu untersuchen, bestätigten wir zunächst, dass wir NR8383-Zellen (eine Ratten-Alveolarmakrophagen-Zelllinie) reproduzierbar in die prototypischen Zustände M1 und M2 polarisieren konnten (unter Verwendung von IFN-γ bzw. IL-4). Anschließend testeten wir die polarisierten Zellen mithilfe des Amplex Red-Tests auf ihre Fähigkeit, reaktive Sauerstoffspezies, die durch Glucoseoxidase (GOX) erzeugt werden, abzufangen, und stellten fest, dass IFN-γ-polarisierte Zellen eine höhere Abfangkapazität hatten. Um den Mechanismus der verstärkten Reaktion auf oxidativen Stress aufzuklären, untersuchten wir dann Schlüsselkomponenten der antioxidativen Reaktion; insbesondere Nuclear Factor (Erythroid-derived 2)-like 2 (Nrf2), den Haupttranskriptionsfaktor, der für die zelluläre Reaktion auf oxidativen Stress verantwortlich ist, und einen seiner nachgeschalteten Effektoren, die katalytische Untereinheit der Glutamat-Cysteinligase (GCLC). Wir stellten fest, dass beide Proteine ​​in den IFN-γ-polarisierten Zellen signifikant hochreguliert waren. Um zu bestätigen, dass Nrf2 ein integraler Bestandteil dieser verbesserten antioxidativen Reaktion ist, transfizierten wir IFN-γ-polarisierte Zellen entweder mit Silencing-RNA zu Nrf2 oder mit Kontroll-Silencing-RNA und stellten fest, dass die Wasserstoffperoxid-Beseitigung in den mit si-Nrf2 behandelten Zellen deutlich beeinträchtigt war. Darüber hinaus polarisierte die Transfektion unbehandelter Zellen mit si-Nrf2 diese in Abwesenheit von IL-4 in Richtung des M2-Phänotyps, was auf eine mechanistische Rolle von Nrf2 bei der Makrophagenpolarisation hindeutet. Anschließend bestätigten wir mehrere unserer wichtigsten Experimente an primären Alveolarmakrophagenzellen von Ratten. Zusammengefasst deuten diese Erkenntnisse darauf hin, dass der M1-Polarisationszustand für die optimale Reaktion auf oxidativen Stress im Makrophagen notwendig ist und dass diese Reaktion durch Nrf2 und seine nachgeschalteten Effektoren vermittelt wird.