PAR-3は、オクルディンおよびミオシン軽鎖リン酸化の細胞内輸送を調節することにより、腸上皮バリア機能を調節します

背景：タイトジャンクションは、腸内バリア機能の維持に重要な役割を果たします。パーティショニングディフェクトタンパク質3（PAR-3）は、タイトジャンクションアセンブリと細胞極性の変調を通じて腸内バリア機能を調節できます。ただし、メカニズムはまだ完全には理解されていません。 方法：成体C57BL/6マウスをデキストラン硫酸ナトリウムで7日間処理し、PAR-3の免疫蛍光染色のために結腸のセグメントを採取しました。CACO-2腸上皮細胞を腫瘍壊死因子α（TNF-α）で24時間処理し、PAR-3発現をウエスタンブロット分析と免疫蛍光により検出しました。さらに、CACO-2細胞をPAR-3の小さな干渉RNAで処理し、タイト接合タンパク質の発現と細胞内局在の変化を、ウエスタンブロット分析と免疫蛍光により研究しました。さらに、PAR-3とミオシン軽鎖（MLC）の相互作用は、免疫沈降により検出されました。 結果：PAR-3は、マウスデキストラン硫酸ナトリウム誘発性炎症とTNF-α処理CACO-2細胞でダウンレギュレートされました。CACO-2細胞の腸上皮バリアの発達を遅らせる小さな干渉RNAによるPAR-3発現の枯渇。この調節は、タイト接合タンパク質の総レベルの変化ではなく、タイトジャンクションタンパク質オクルディンの再分布によるものでした。PAR-3サイレンシングは、ゴルジ複合体から細胞表面へのオクルディンの人身売買をブロックし、ゴルジ複合体に蓄積されたオクルディンを劇的に誘導しました。重要なことに、PAR-3はMLCと相互作用し、PAR-3上方制御されたMLCキナーゼ発現とMLCリン酸化の喪失は、腸上皮バリア機能障害に寄与しました。 結論：これらの結果は、PAR-3が、オクルディンの送達とMLCリン酸化の抑制を調節することにより、腸内バリア機能の調節に重要な役割を果たすことを示しています。

BACKGROUND: Tight junctions play a critical role in the maintenance of intestinal barrier function. Partitioning-defective protein 3 (Par-3) can regulate intestinal barrier function through the modulation of tight junction assembly and cell polarity. However, the mechanisms are still not fully understood. METHODS: Adult C57BL/6 mice were treated with dextran sulfate sodium for 7 days, and segments of colon were harvested for immunofluorescent staining of Par-3. Caco-2 intestinal epithelial cells were treated with tumor necrosis factor α (TNF-α) for 24 h, and Par-3 expression was detected by Western blot analysis and immunofluorescence. Additionally, Caco-2 cells were treated with Par-3 small interfering RNA, and altered expression and subcellular localization of tight junction proteins were studied by Western blot analysis and immunofluorescence. Furthermore, the interaction between Par-3 and myosin light chain (MLC) was detected by immunoprecipitation. RESULTS: Par-3 was downregulated in murine dextran sulfate sodium induced acute inflammation and TNF-α-treated Caco-2 cells. Depletion of Par-3 expression by small interfering RNA delayed intestinal epithelial barrier development in Caco-2 cells. This regulation was due to the redistribution of the tight junction protein occludin rather than the altered total levels of tight junction proteins. Par-3 silencing blocked the trafficking of occludin from or through the Golgi complex to the cell surface, and dramatically induced occludin accumulated at the Golgi complex. Importantly, Par-3 can interact with MLC, and loss of Par-3 upregulated MLC kinase expression and MLC phosphorylation, which contributed to intestinal epithelial barrier dysfunction. CONCLUSIONS: These results indicate that Par-3 plays an important role in the modulation of intestinal barrier function by regulating delivery of occludin as well as suppression of MLC phosphorylation.