細胞質ヒストンH2Aの強力な抗菌ペプチドBuforin Iへのペプシンを介したプロセシ

腸上皮は、微生物感染に対する抗菌活性を持つタンパク質の分泌により、自然宿主防御の第一系統を形成します。多くの胃腸管における抗菌宿主の防御に関する広範な研究にもかかわらず、胃の抗菌性防御システムについてはほとんど知られていない。39 AAで構成される強力な抗菌ペプチドブフォリンIは、最近、アジアのヒキガエルであるブフォブフォガルガリザンの胃組織から分離されました。この研究では、ヒキガエル胃組織におけるブーフォリンI生産のメカニズムを調べました。Buforin Iは、ペプシンCaおよびCBという名前のペプシンアイソザイムの作用によって生成され、ヒストンH2aのTyr39-Ala40結合を切断します。免疫組織化学分析により、ブフォリンIは粘膜表面に細胞外に存在することが明らかになり、ブーフォリンIの前駆体である非アセチル化ヒストンH2Aが胃腺細胞の細胞質に局在していることが明らかになりました。さらに、ウエスタンブロット分析により、ブーフォリンIは胃液にも存在することが示され、免疫電子顕微鏡検査で胃腺細胞の細胞質顆粒における非酢酸ヒストンH2Aの局在が検出されました。非アセチル化ヒストンH2Aの明確な細胞内分布と、粘膜表面と内腔の両方での非酢酸ブブフォリンIの検出は、ブフォリンIが細胞質非アセチル化ヒストンH2Aから胃内腔に分泌され、その後ペプシンによって処理されることを示唆しています。我々の結果は、脊椎動物の胃のペプシンとともにブーフォリンIが侵入する微生物に対する胃の生来の宿主防御に寄与する可能性があることを示しています。

The intestinal epithelium forms a first line of innate host defense by secretion of proteins with antimicrobial activity against microbial infection. Despite the extensive studies on the antimicrobial host defense in many gastrointestinal tracts, little is known about the antimicrobial defense system of the stomach. The potent antimicrobial peptide buforin I, consisting of 39 aa, was isolated recently from the stomach tissue of an Asian toad, Bufo bufo gargarizans. In this study we examined the mechanism of buforin I production in toad stomach tissue. Buforin I is produced by the action of pepsin isozymes, named pepsin Ca and Cb, cleaving the Tyr39-Ala40 bond of histone H2A. Immunohistochemical analysis revealed that buforin I is present extracellularly on the mucosal surface, and unacetylated histone H2A, a precursor of buforin I, is localized in the cytoplasm of gastric gland cells. Furthermore, Western blot analysis showed that buforin I is also present in the gastric fluids, and immunoelectron microscopy detected localization of the unacetylated histone H2A in the cytoplasmic granules of gastric gland cells. The distinct subcellular distribution of the unacetylated histone H2A and the detection of the unacetylated buforin I both on the mucosal surface and in the lumen suggest that buforin I is produced from the cytoplasmic unacetylated histone H2A secreted into the gastric lumen and subsequently processed by pepsins. Our results indicate that buforin I along with pepsins in the vertebrate stomach may contribute to the innate host defense of the stomach against invading microorganisms.