MLCK活性に依存する腸バリア機能障害の予防における造血および非ヘマトポエチック細胞におけるNOD2の補完的な役割

背景：クローン病（CD）の病因は、遺伝的および環境的要因を含む多因子性です。ヌクレオチドオリゴマー化ドメイン2（NOD2）遺伝子の機能変異の喪失は、CDの主な遺伝的危険因子です。CDの患者と同様に、NOD2マウスは、TH1免疫応答の強化と、腸の透過性の増加によって証明される粘膜バリア機能の欠陥によって特徴付けられます。以前に、後者が造血NOD2欠乏症に関連していることを示しました。私たちの目的は、造血および非ヘマトポエチックコンパートメントで発現したNOD2が、上皮傍細胞透過性を制御するための相互作用の相互作用を調査することでした。 方法：NOD2マウスにおけるCD4 T細胞の枯渇および阻害剤による治療は、NOD2欠損ドナーからNOD2不十分なレシピエントまたはその逆に骨髄細胞を移植したキメラマウスで行われました。CD関連の多型を含むまたは含まないNOD2遺伝子を過剰発現するCACO-2細胞は、阻害剤またはsiRNAで処理され、Peyerの斑点から造血細胞と共培養されました。 結果：造血細胞のin vivoおよびin vitro nod2は、ミオシン軽鎖キナーゼ（MLCK）活性に影響を与えるサイトカイン産生を通じて上皮傍細胞透過性を調節します。実際、CD4 T細胞による腫瘍壊死因子-αおよびインターフェロン-γ分泌は、上皮MLCKの発現と活性を上方制御し、上皮タイト接合部の開口部を増加させました。ムラミルジペプチドによって刺激された場合、非ヘマトポエエチックコンパートメントのNOD2は、透過性とT細胞サイトカイン分泌を正常にし、MLCK活性を調節しました。このMLCK調節は、TAK1およびRick依存のメカニズムによって媒介されます。 結論：我々の研究は、造血および非ヘマトポエチックのNOD2が腸内バリア機能をどのように調節し、CDの病因に関与するメカニズムに関する知識を改善するかを示しています。

BACKGROUND: Crohn's disease (CD) pathogenesis is multifactorial involving genetic and environmental factors. Loss of function mutations in the nucleotide oligomerization domain 2 (NOD2) gene are the main genetic risk factor for CD. Like patients with CD, Nod2 mice are characterized by an enhanced Th1 immune response and a defective mucosal barrier function evidenced by increased intestinal permeability. We previously showed that the latter is related to hematopoietic Nod2 deficiency. Our aim was to explore the mechanisms by which Nod2 expressed in the hematopoietic and in the nonhematopoietic compartments interplay to control epithelial paracellular permeability. METHODS: Depletion of CD4 T cells in Nod2 mice and treatments with inhibitors were conducted in chimeric mice transplanted with bone marrow cells from Nod2-deficient donors into Nod2-sufficient recipients or vice versa. Caco-2 cells overexpressing a NOD2 gene which did or did not include a CD-associated polymorphism were treated with inhibitors or siRNAs and cocultured with hematopoietic cells from Peyer's patches. RESULTS: In vivo and in vitro Nod2 in hematopoietic cells regulates epithelial paracellular permeability through cytokine production influencing myosin light chain kinase (MLCK) activity. Indeed, tumor necrosis factor-α and interferon-γ secretion by CD4 T cells upregulated expression and activity of epithelial MLCK leading to increased epithelial tight junction opening. When stimulated by muramyl dipeptide, Nod2 in the nonhematopoietic compartment normalized the permeability and T-cell cytokine secretion and regulated MLCK activity. This MLCK regulation is mediated by TAK1 and RICK-dependent mechanisms. CONCLUSIONS: Our study demonstrates how hematopoietic and nonhematopoietic Nod2 regulate intestinal barrier function, improving our knowledge on the mechanisms involved in CD pathogenesis.