タンパク質ホスファターゼ2aの欠陥は、重度の喘息にコルチコステロイドの非感受性を引き起こす

背景：コルチコステロイド非感受性は、重度の喘息などの慢性炎症性疾患の主要な治療障壁ですが、非感受性の分子メカニズムは完全には解明されていません。この研究の目的は、重度の喘息におけるコルチコステロイド感度に対するセリン/スレオニンホスファターゼであるリン酸タンパク質2A（PP2A）の役割を調査することです。 方法論/主要な調査結果：コルチコステロイド感度は、TNFα誘発IL-8またはLPS誘発TNFα産生を阻害するデキサメタゾン能力によって決定されました。PP2A発現、核/細胞質GR比およびGR-セルシャルスのリン酸化として定義されたグルココルチコイド受容体（GR）核転座、C-Jun N末端キナーゼ1（JNK1）およびPP2Aのリン酸化は、西部ブロッティングによって分析されました。ホスファターゼ活性は、蛍光ベースのアッセイによって測定されました。PP2A阻害剤であるオカダ酸（OA）は、GR核移行の減少とU937単球細胞のGRリン酸化の増加を伴うコルチコステロイド感受性を低下させました。RNA干渉によるPP2Aノックダウンは、同様の効果を示しました。U937に対するIL-2/IL-4治療は、コルチコステロイド感受性を低下させ、PP2A発現/活性を低下させました。重度の喘息からの末梢血単核細胞（PBMC）では、PP2A（C）ティルリン酸化の付随的な強化と比較して、PP2Aの発現と活性が有意に減少しました。結果として、Gr-Ser²²⁶およびJNK1のリン酸化が増加しました。PP2Aの発現と活性は、Gr-Ser²²のリン酸化レベルと負の相関がありました。さらに、U937細胞における共免疫沈降アッセイは、GRおよびJNK1およびIL-2/IL-4曝露に関連するPP2Aが各分子の解離を引き起こしたことを明らかにしました。最後に、PP2Aの過剰発現は、U937細胞のコルチコステロイド感受性を増加させました。 結論/重要性：PP2Aは、上流JNK1の脱リン酸化を介してGr-Ser²²⁶の脱リン酸化により、おそらくGR核転座とコルチコステロイド感受性を調節します。この新しいメカニズムは、重度の喘息に対する新しい治療の開発に関する新しい洞察を提供します。

BACKGROUND: Corticosteroid insensitivity is a major barrier of treatment for some chronic inflammatory diseases, such as severe asthma, but the molecular mechanism of the insensitivity has not been fully elucidated. The object of this study is to investigate the role of protein phosphate 2A (PP2A), a serine/threonine phosphatase, on corticosteroid sensitivity in severe asthma. METHODOLOGY/PRINCIPAL FINDINGS: Corticosteroid sensitivity was determined by the dexamethasone ability to inhibit TNFα-induced IL-8 or LPS-induced TNFα production. PP2A expression, glucocorticoid receptor (GR) nuclear translocation defined as the nuclear/cytoplasmic GR ratio and phosphorylation of GR-Ser²²⁶, c-Jun N-terminal kinase 1 (JNK1) and PP2A were analysed by Western-blotting. Phosphatase activity was measured by fluorescence-based assay. Okadaic acid (OA), a PP2A inhibitor, reduced corticosteroid sensitivity with reduced GR nuclear translocation and increased GR phosphorylation in U937 monocytic cells. PP2A knockdown by RNA interference showed similar effects. IL-2/IL-4 treatment to U937 reduced corticosteroid sensitivity, and PP2A expression/activity. In peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) from severe asthma, the PP2A expression and activity were significantly reduced with concomitant enhancement of PP2A(C)-Tyr³⁰⁷ phosphorylation compared with those in healthy volunteers. As the results, GR-Ser²²⁶ and JNK1 phosphorylation were increased. The expression and activity of PP2A were negatively correlated with phosphorylation levels of GR-Ser²²⁶. Furthermore, co-immunoprecipitation assay in U937 cells revealed that PP2A associated with GR and JNK1 and IL-2/IL-4 exposure caused dissociation of each molecule. Lastly, PP2A overexpression increased corticosteroid sensitivity in U937 cells. CONCLUSIONS/SIGNIFICANCE: PP2A regulates GR nuclear translocation and corticosteroid sensitivity possibly by dephosphorylation of GR-Ser²²⁶ via dephosphorylation of upstream JNK1. This novel mechanism will provide new insight for the development of new therapy for severe asthma.