Krüppel-like因子5は、マウス結腸のバリア機能の維持に不可欠です

Krüppel様因子5（KLF5）は、腸上皮の恒常性を調節する転写因子の亜鉛フィンガーファミリーのメンバーです。以前の研究では、腸バリア機能の維持におけるKLF5の不可欠な役割が示唆されました。現在の研究では、KLF5がin vivoおよびin vitroで結腸バリア機能を調節するメカニズムを調査しました。私たちは、誘導性および構成的腸特異的KLF5ノックアウトマウスモデル（villin-creert2; klf5fl/flをklf5Δindおよびvillf5fl/fl;klf5Δisとしてklf5fl/fl）を使用し、caco-2 bbe-a（caco-a（caco-a（caco-a（caco-a）system（caco-on system）を使用してCaco-2 bbe細胞を使用して誘導性のあるKLF5ノックダウンを研究しました。klf5Δind）。結腸組織におけるKLF5の特定のノックアウトは、誘導性または構成的であるため、腸透過性が増加しました。表現型には、mRNAレベルとタンパク質レベルの両方で、デスモグライン2であるデスモグレイン-2、デスモグレイン-2をコードするDSG2の有意な減少が伴いました。透過型電子顕微鏡検査は、KLF5ノックダウンCACO-2 BBE細胞とKLF5ノックアウトマウス結腸組織の両方でデスモソーム形態の変化を示しました。トランスウェルプレート上で成長したCACO-2BBE細胞におけるKLF5の誘導性ノックダウンは、トランセピテリアの電気抵抗性の低下とフルオレセインイソチオシアン酸-4 kDa dextranに対する傍細胞透過性の増加によって証明されるように、障壁機能の障害をもたらしました。さらに、DSG2はKLF5ノックダウン細胞で有意に減少し、DSG2の過剰発現はKLF5ノックダウンによって引き起こされる障害のあるバリア機能を部分的に救助しました。電子顕微鏡研究では、KLF5ノックダウン後のデスモソーム形態の変化が実証されました。クロマチン免疫沈降分析およびプロモーター研究と組み合わせて、我々のデータは、デスモソーム構造の主要な成分をコードする遺伝子であるDSG2の転写を媒介することによりKLF5が腸内バリア機能を調節することを示しています。ジャンクション、接着ジャンクション、およびデスモソーム。多くの以前の研究は、タイトジャンクションと接着ジャンクションに焦点を当てていました。ただし、この研究は、デスモソーム複合体の成分であるDSG2から腸内バリア機能がどのように調節されるかについての新しい視点を提供しました。

Krüppel-like factor 5 (KLF5) is a member of the zinc finger family of transcription factors that regulates homeostasis of the intestinal epithelium. Previous studies suggested an indispensable role of KLF5 in maintaining intestinal barrier function. In the current study, we investigated the mechanisms by which KLF5 regulates colonic barrier function in vivo and in vitro. We used an inducible and a constitutive intestine-specific Klf5 knockout mouse models (Villin-CreERT2;Klf5fl/fl designated as Klf5ΔIND and Villin-Cre;Klf5fl/fl as Klf5ΔIS ) and studied an inducible KLF5 knockdown in Caco-2 BBe cells using a lentiviral Tet-on system (Caco-2 BBe KLF5ΔIND). Specific knockout of Klf5 in colonic tissues, either inducible or constitutive, resulted in increased intestinal permeability. The phenotype was accompanied by a significant reduction in Dsg2, which encodes desmoglein-2, a desmosomal cadherin, at both mRNA and protein levels. Transmission electron microscopy showed alterations of desmosomal morphology in both KLF5 knockdown Caco-2 BBe cells and Klf5 knockout mouse colonic tissues. Inducible knockdown of KLF5 in Caco-2BBe cells grown on Transwell plates led to impaired barrier function as evidenced by decreased transepithelial electrical resistance and increased paracellular permeability to fluorescein isothiocyanate-4 kDa dextran. Furthermore, DSG2 was significantly decreased in KLF5 knockdown cells, and DSG2 overexpression partially rescued the impaired barrier function caused by KLF5 knockdown. Electron microscopy studies demonstrated altered desmosomal morphology after KLF5 knockdown. In combination with chromatin immunoprecipitation analysis and promoter study, our data show that KLF5 regulates intestinal barrier function by mediating the transcription of DSG2, a gene encoding a major component of desmosome structures.NEW & NOTEWORTHY The study is original research on the direct function of a Krüppel-like factor on intestinal barrier function, which is commonly exerted by cell junctions, including tight junctions, adherens junctions, and desmosomes. Numerous previous studies were focused on tight junctions and adherens junctions. However, this study provided a new perspective on how the intestinal barrier function is regulated by KLF5 through DSG2, a component of desmosome complexes.