Zeitschrift für klinische und zelluläre Immunologie
Offener Zugang

Abstrakt

miR-24 reguliert die Polarisation und Plastizität von Makrophagen

Jezrom B. Fordham, Afsar R. Naqvi und Salvador Nares

Ziel: MicroRNAs (miRNA) sind allgegenwärtige Regulatoren der menschlichen Biologie und Immunität. Zuvor haben wir eine hemmende Rolle von miR-24 bei der Phagozytose von Biopartikeln von Escherichia coli und Staphylococcus aureus sowie bei der Induktion der Zytokinsekretion als Reaktion auf Lipopolysaccharide (LPS) desselben Ursprungs nachgewiesen. Außerdem haben wir divergierende und konvergierende miRNA-Reaktionen auf LPS von den parodontopathischen Erregern Aggregatibacter actinomycetemcomitams (Aa) und Porphyromonas gingivalis (Pg) festgestellt und Zigarettenrauchextrakt als Umweltmodifikator der Pg-LPS-Struktur (Pg CSE) nachgewiesen, der die miRNA-Reaktionen von Makrophagen beeinflusst. Ziel dieser Studie war es, die Rolle von miR-24 bei der Polarisation und Plastizität von Makrophagen zu untersuchen.

Methoden: Primäre menschliche Makrophagen wurden durch MACS-positive Selektion aus CD14+-Monozyten differenziert, die aus peripheren mononukleären Blutzellen (PBMCs) isoliert und mit miR-24-miRNA-Mimetika, -Inhibitoren oder negativen Kontrollmimetika transfiziert wurden; anschließend erfolgte eine Stimulation mit Zytokinen und/oder LPS unter verschiedenen Bedingungen, die Schlüsselstadien der Makrophagenaktivierung darstellen. Die Aktivierung und Polarisierung von Makrophagen wurde mithilfe von Tests zur Zytokinproduktion (ELISA) und Proteinexpression (Durchflusszytometrie, Immunoblot) bewertet. Die MiR-24-Expression wurde mittels RT-PCR bewertet.

Ergebnisse: Die Stimulation von Makrophagen mit LPSs von Aa, Pg und Pg CSE-Ursprung führte zu unterschiedlichen Zytokinexpressionsniveaus und differenzieller Expression von miR-24. Die Überexpression von miR-24 hemmte die Zytokinsekretion als Reaktion auf LPS. Die Aktivierung von Makrophagen mit Interferon gamma (IFN-γ) konnte diesen Hemmeffekt nicht überwinden, aber die klassische Aktivierung von Makrophagen mit IFN-γ plus TNF-α, TNF-β oder IL-17 modulierte das Muster der miR-24-vermittelten Unterdrückung auf zytokinspezifische Weise. Die Überexpression von miR-24 verstärkte die CD206-Hochregulierung während der alternativen Makrophagenaktivierung und hemmte seine Herunterregulierung in Makrophagen, die von alternativen zu klassischen Aktivierungszuständen übergingen. Die Überexpression von miR-24 führte zu einer verringerten Expression der PI 3-Kinase-Untereinheit p110 delta (p110δ) der Klasse 1A.

Schlussfolgerung: Pathogen- und umweltspezifische Veränderungen in LPS verändern die Expression von Zytokinen und miR-24 in menschlichen Makrophagen. MiR-24 ist ein negativer Regulator der klassischen Makrophagenaktivierung durch LPS und fördert eine alternative Aktivierung unter Bedingungen der Polarisierung und Plastizität. Die durch MiR-24 vermittelte Hemmung der durch LPS induzierten Zytokinsekretion hängt vom Aktivierungszustand der Makrophagen zum Zeitpunkt der Stimulation ab. Dies kann auf den Grad zurückzuführen sein, in dem p110δ an den intrazellulären Signalwegen beteiligt ist, die die Rezeptorligation in eine Zytokininduktion umwandeln. Obwohl wichtige Unterschiede in der Wirkung von miR-24 auf Makrophagen beobachtet wurden, deuten diese Daten darauf hin, dass eine Überexpression von miR-24 überwiegend entzündungshemmend wirkt.