酸に依存しないセリンプロテアーゼである好中球エラスターゼは、U937プロモノサイト細胞の再ウイルスを促進し、感染を促進します

背景：哺乳類のレオウイルスは、腸内および呼吸器を介して自然に宿主に感染します。腸感染中、レオウイルス外側カプシドタンパク質Sigma3のタンパク質分解は、膵臓セリンプロテアーゼによって媒介されます。対照的に、肺のレオウイルス複製に重要なプロテアーゼは不明です。好中球エラスターゼ（NE）は、好中球によって主に発現する酸に依存しない炎症性セリンプロテアーゼです。NEの異常な発現は、微生物防御における正常な役割に加えて、急性呼吸dis迫症候群（ARDS）の病理に関与しています。げっ歯類の肺のレオウイルスの複製はARDS様症状を引き起こし、好中球の浸潤を誘発するため、NEの能力を調査し、レオウイルスビリオンを促進する能力を調査しました。 結果：ヒト骨酸細胞細胞株U937はNEを発現します。U937細胞の広範囲なシステイン - 脳阻害剤E64 [トランスエポキシシニル-L-ロイシルアミド - （4-グアニジーノ）ブタン]および小胞pHを増加させる薬剤での治療は、レオウイルスの再現を阻害しませんでした。これらの阻害剤を組み合わせて使用​​した場合でも、レオウイルスは有意な収率に複製され、酸に依存しない非シースタインプロテアーゼがU937細胞培養でリオウイルスを媒介することができることを示しています。プロテアーゼの責任を特定するために、U937細胞は、細胞分化を誘導し、NEおよびカテプシン（CAT）を含む酸に依存しないセリンプロテアーゼの発現を減少させる薬剤であるホルボール12-ミリステート13-アセテート（PMA）で処理されました。G. E64の存在下では、ReovirusはPMA処理細胞で効率的に複製しませんでした。U937細胞のレオウイルス感染におけるNEの役割を直接評価するために、NE特異的阻害剤であるN-Ala-Ala-Pro-valクロロメチルケトンの存在下でウイルス成長を調べました。E64の存在下でのレオウイルス複製は、NE阻害剤で細胞を処理することにより有意に減少しました。ビリオンの精製NEとのインキュベーションは、追加の細胞内タンパク質分解を必要としない感染性サブビロン粒子の生成をもたらしました。 結論：私たちの発見は、NEがレオウイルス感染を促進できることを明らかにしています。小胞pHを上げる薬剤の存在下でそうするという事実は、感染中に酸性pHの要件が最適なプロテアーゼ活性に必要な条件を反映するモデルをサポートします。NEを活用するリオウイルスの能力は、自然感染中に肺およ​​び他の組織のウイルス複製に影響を与える可能性があります。

BACKGROUND: Mammalian reoviruses naturally infect their hosts through the enteric and respiratory tracts. During enteric infections, proteolysis of the reovirus outer capsid protein sigma3 is mediated by pancreatic serine proteases. In contrast, the proteases critical for reovirus replication in the lung are unknown. Neutrophil elastase (NE) is an acid-independent, inflammatory serine protease predominantly expressed by neutrophils. In addition to its normal role in microbial defense, aberrant expression of NE has been implicated in the pathology of acute respiratory distress syndrome (ARDS). Because reovirus replication in rodent lungs causes ARDS-like symptoms and induces an infiltration of neutrophils, we investigated the capacity of NE to promote reovirus virion uncoating. RESULTS: The human promonocyte cell line U937 expresses NE. Treatment of U937 cells with the broad-spectrum cysteine-protease inhibitor E64 [trans-epoxysuccinyl-L-leucylamido-(4-guanidino)butane] and with agents that increase vesicular pH did not inhibit reovirus replication. Even when these inhibitors were used in combination, reovirus replicated to significant yields, indicating that an acid-independent non-cysteine protease was capable of mediating reovirus uncoating in U937 cell cultures. To identify the protease(s) responsible, U937 cells were treated with phorbol 12-myristate 13-acetate (PMA), an agent that induces cellular differentiation and results in decreased expression of acid-independent serine proteases, including NE and cathepsin (Cat) G. In the presence of E64, reovirus did not replicate efficiently in PMA-treated cells. To directly assess the role of NE in reovirus infection of U937 cells, we examined viral growth in the presence of N-Ala-Ala-Pro-Val chloromethylketone, a NE-specific inhibitor. Reovirus replication in the presence of E64 was significantly reduced by treatment of cells with the NE inhibitor. Incubation of virions with purified NE resulted in the generation of infectious subviron particles that did not require additional intracellular proteolysis. CONCLUSION: Our findings reveal that NE can facilitate reovirus infection. The fact that it does so in the presence of agents that raise vesicular pH supports a model in which the requirement for acidic pH during infection reflects the conditions required for optimal protease activity. The capacity of reovirus to exploit NE may impact viral replication in the lung and other tissues during natural infections.