IRAK4によるミクログリアIRF5およびIRF4のリン酸化は、虚血に対する炎症反応を調節します

背景：インターフェロン調節因子（IRF）5および4は、脳虚血に対するミクログリアの炎症反応を調節する上で決定因子の役割を果たします。Microglial IRF5およびIRF4シグナル伝達がどのように活性化されるかはとらえどころのないものです。インターロイキン-1受容体に関連するキナーゼ4（IRAK4）は、虚血性ミクログリアにおいてIRF5およびIRF4を活性化すると仮定しました。2つのIRFの上流シグナルを調査し、IRAK4-IRFシグナル伝達が炎症性メディエーターの発現をどのように調節し、神経病理学に影響を与えるかを決定することを目指しました。 方法：自発的に不死化マウス（SIM）-A9ミクログリア細胞株、C57BL/6 WTマウスの原発性ミクログリアおよびニューロンを培養し、酸素 - グルコース剥離（OGD）にさらした後、LPSまたはIL-4で刺激しました。IRAK4阻害剤（ND2158）を使用して、IRF5/IRF4のリン酸化に対するIRAK4の効果と、共免疫沈降（CO-IP）/ウエスタンブロット、ELISA、および免疫蛍光アッセイによるニューロンの形態への影響を調べました。 結果：IRAK4がMyD88/IRF5/IRF4とミドソームを形成し、両方のIRFSをリン酸化し、その後核に移行したことを確認しました。IRAK4リン酸化の阻害は、主にミクログリアの炎症誘発性反応を消し、虚血後のニューロンの生存率と神経突起の長さの増加を阻害しました。 結論：IRAK4シグナル伝達は、ミクログリアの炎症反応に重要であり、脳虚血を含む神経炎症疾患の潜在的な治療標的です。

BACKGROUND: Interferon Regulatory Factor (IRF) 5 and 4 play a determinant role in regulating microglial pro- and anti-inflammatory responses to cerebral ischemia. How microglial IRF5 and IRF4 signaling are activated has been elusive. We hypothesized that interleukin-1 receptor associated kinase 4 (IRAK4) phosphorylates and activates IRF5 and IRF4 in ischemic microglia. We aimed to explore the upstream signals of the two IRFs, and to determine how the IRAK4-IRF signaling regulates the expression of inflammatory mediators, and impacts neuropathology. METHODS: Spontaneously Immortalized Murine (SIM)-A9 microglial cell line, primary microglia and neurons from C57BL/6 WT mice were cultured and exposed to oxygen-glucose deprivation (OGD), followed by stimulation with LPS or IL-4. An IRAK4 inhibitor (ND2158) was used to examine IRAK4's effects on the phosphorylation of IRF5/IRF4 and the impacts on neuronal morphology by co-immunoprecipitation (Co-IP)/Western blot, ELISA, and immunofluorescence assays. RESULTS: We confirmed that IRAK4 formed a Myddosome with MyD88/IRF5/IRF4, and phosphorylated both IRFs, which subsequently translocated into the nucleus. Inhibition of IRAK4 phosphorylation quenched microglial pro-inflammatory response primarily, and increased neuronal viability and neurite lengths after ischemia. CONCLUSIONS: IRAK4 signaling is critical for microglial inflammatory responses and a potential therapeutic target for neuroinflammatory diseases including cerebral ischemia.