PTPN2は、マクロファージと腸上皮細胞間の相互作用を調節して、腸のバリア機能を促進する

背景と目的：マクロファージが腸上皮細胞（IEC）バリア特性を調節するメカニズムはよく理解されていません。タンパク質チロシンホスファターゼ非受容器2型（PTPN2）は、IECバリアを炎症誘発性破壊から保護し、マクロファージ機能を調節します。PTPN2がIECとマクロファージ間の相互作用を制御して、腸内バリア機能を維持するかどうかを調査しました。 方法：ヒトIEC（CACO-2BBE/HT-29A細胞）およびマウスエンテロイド単層をヒトマクロファージ（THP-1、U937、原発性単球由来マクロファージ炎患者の炎症性腸疾患[IBD]）またはマウスマクロファージと共培養しました。、 それぞれ。バリア機能（蛍光抵抗性[TEER]および透過性4 kDA蛍光標識デキストランまたは70 kDaローダミンB-デキストラン）およびマクロファージ偏光を評価しました。PTPN2（PTPN2-LYSMCREマウス）の骨髄細胞特異的欠失を伴うマウスの腸組織と、PTPN2（コントロール）の破壊のないマウスを分析しました。一部のマウスに、インターロイキン（IL）に対する中和抗体の注射を投与されました。 結果：マクロファージおよび/またはIECのいずれかのPTPN2のノックダウンは、IEC単層の透過性を増加させ、両方の細胞型からノックダウンすると相乗効果があり、マクロファージIEC共培養の炎症性マクロファージの発生を増加させました。Ptpn2-lysmcreマウスからの結腸層固有症は、炎症性マクロファージが有意に増加しました。これらのマウスは、in vivoおよびex in vivo結腸透過性が4 kDaに蛍光標識され、ex in vivo結腸ティーを減少させて増加していました。ナノストリング分析では、PTPN2-Lysmcreマウスからの結腸マクロファージにおけるIL6の発現の有意な増加が示されました。IL6ブロッキング抗体は、PTPN2欠損マクロファージの効果を逆転させ、培養およびPTPN2-LysmcreマウスにおけるIEC単層の透過性を低下させました。疾患に関連する単一ヌクレオチド多型を抱えるIBD患者のマクロファージ（PTPN2 RS1893217）は、マウスのPTPN2欠損マクロファージの同じ特徴を持っていました。抗IL6によって。 結論：マクロファージとIECとの相互作用には、PTPN2が必要です。いずれかの細胞型からのPTPN2の喪失は、腸内バリアの欠陥をもたらし、両方の細胞型からの損失は相乗効果をもたらします。PTPN2遺伝子変異体が腸上皮バリア機能を損ない、IBDなどの炎症性障害のリスクを高めるメカニズムを提供します。

BACKGROUND & AIMS: The mechanisms by which macrophages regulate intestinal epithelial cell (IEC) barrier properties are poorly understood. Protein tyrosine phosphatase non-receptor type 2 (PTPN2) protects the IEC barrier from inflammation-induced disruption and regulates macrophage functions. We investigated whether PTPN2 controls interactions between IECs and macrophages to maintain intestinal barrier function. METHODS: Human IEC (Caco-2BBe/HT-29.cl19a cells) and mouse enteroid monolayers were cocultured with human macrophages (THP-1, U937, primary monocyte-derived macrophages from patients with inflammatory bowel disease [IBD]) or mouse macrophages, respectively. We assessed barrier function (transepithelial electrical resistance [TEER] and permeability to 4-kDa fluorescently labeled dextran or 70-kDa rhodamine B-dextran) and macrophage polarization. We analyzed intestinal tissues from mice with myeloid cell-specific deletion of PTPN2 (Ptpn2-LysMCre mice) and mice without disruption of Ptpn2 (controls); some mice were given injections of a neutralizing antibody against interleukin (IL) 6. Proteins were knocked down in macrophages and/or IECs with small hairpin RNAs. RESULTS: Knockdown of PTPN2 in either macrophages and/or IECs increased the permeability of IEC monolayers, had a synergistic effect when knocked down from both cell types, and increased the development of inflammatory macrophages in macrophage-IEC cocultures. Colon lamina propria from Ptpn2-LysMCre mice had significant increases in inflammatory macrophages; these mice had increased in vivo and ex vivo colon permeability to 4-kDa fluorescently labeled dextran and reduced ex vivo colon TEER. Nanostring analysis showed significant increases in the expression of IL6 in colon macrophages from Ptpn2-LysMCre mice. An IL6-blocking antibody reversed the effects of PTPN2-deficient macrophages, reducing the permeability of IEC monolayers in culture and in Ptpn2-LysMCre mice. Macrophages from patients with IBD carrying a single-nucleotide polymorphism associated with the disease (PTPN2 rs1893217) had the same features of PTPN2-deficient macrophages from mice, including reduced TEER and increased permeability in cocultures with human IEC or mouse enteroid monolayers, which were restored by anti-IL6. CONCLUSIONS: PTPN2 is required for interactions between macrophages and IECs; loss of PTPN2 from either cell type results in intestinal barrier defects, and loss from both cell types has a synergistic effect. We provide a mechanism by which the PTPN2 gene variants compromise intestinal epithelial barrier function and increase the risk of inflammatory disorders such as IBD.