ムスカリン受容体の活性化は、P38 MAPKを介したTNF-αを介した腸上皮バリアの破壊を防止する

腸上皮細胞は、選択的な物理的障壁として作用する厳しい障壁を形成し、敵対的な物質を撃退します。腫瘍壊死因子-α（TNF-α）は、腸内関節機能を損なう可能性のある炎症誘発性サイトカインであり、TNF-α機能の抑制は炎症性腸疾患（IBD）の治療に重要です。この研究では、上皮バリア機能の維持へのGタンパク質共役受容体（GPCR）によるシグナル伝達経路の寄与を調査しました。最初に、結腸上皮細胞HT-29/B6における機能性ムスカリンM3およびヒスタミンH1受容体の存在を実証しました。以前に報告したように、ムスカリンM3受容体は、TNF-α変換酵素（TACE）によって実行されるTNF受容体（TNFR）脱落の加速により、TNF-α誘発バリアの破壊を防止しました。TNF-α機能のM3受容体を介した抑制はGαQ/11タンパク質に依存しますが、ヒスタミンH1受容体はTNF-α機能を改善することはできませんでしたが、GαQ/11依存性の細胞内Ca2+動員を誘導する可能性があります。P38 MAPKは、GαQ/11タンパク質を介してM3受容体によって主にリン酸化されているのに対し、H1受容体はリン酸化をほとんど上方制御しないことがわかりました。p38 MAPKの阻害は、M3受容体を介したTNFR排出とTNF-α誘発NF-κBシグナル伝達の抑制を廃止しました。P38 MAPKは、TACE媒介EGFRトランス活性化に続いてERK1/2リン酸化にも関与していました。これらの結果は、P38 MAPKのH1ではなくM3受容体誘発性の活性化が、TNF-αシグナル伝達のダウンレギュレーションとEGFRの活性化を通じて上皮バリア機能の維持に寄与する可能性があることを示しています。

Intestinal epithelial cells form a tight barrier to act as selective physical barriers, repelling hostile substances. Tumor necrosis factor-α (TNF-α) is a well characterized pro-inflammatory cytokine which can compromise intestinal barrier function and the suppression of TNF-α function is important for treatment of inflammatory bowel disease (IBD). In this study, we investigated the contribution of G-protein-coupled receptor (GPCR)-induced signalling pathways to the maintenance of epithelial barrier function. We first demonstrated the existence of functional muscarinic M3 and histamine H1 receptors in colonic epithelial cell HT-29/B6. As we previously reported, muscarinic M3 receptor prevented TNF-α-induced barrier disruption through acceleration of TNF receptor (TNFR) shedding which is carried out by TNF-α converting enzyme (TACE). M3 receptor-mediated suppression of TNF-α function depends on Gαq/11 protein, however, histamine H1 receptor could not ameliorate TNF-α function, while which could induce Gαq/11 dependent intracellular Ca2+ mobilization. We found that p38 MAPK was predominantly phosphorylated by M3 receptor through Gαq/11 protein, whereas H1 receptor barely upregulated the phosphorylation. Inhibition of p38 MAPK abolished M3 receptor-mediated TNFR shedding and suppression of TNF-α-induced NF-κB signalling. The p38 MAPK was also involved in TACE- mediated EGFR transactivation followed by ERK1/2 phosphorylation. These results indicate that not H1 but M3 receptor-induced activation of p38 MAPK might contribute to the maintenance of epithelial barrier function through down-regulation of TNF-α signalling and activation of EGFR.