エピジェネティックレギュレーターBRD4は、ラット腎臓のカドミウム誘発性炎症反応に関与している

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Zhongguo Gong et al

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概要

カドミウム（Cd）は潜在的な炎症誘発物質として説明されていますが、不適切な炎症が腎臓障害。 したがって、Cdによって引き起こされる炎症反応に関する研究は、Cdによって引き起こされる腎毒性のメカニズムを解明するために非常に重要です。 ブロモドメインを含む4(BRD4）は、多くの炎症性疾患の発症に関与する重要なエピジェネティックな調節因子ですが、Cdによって引き起こされるその調節的役割炎症性回答はまだ明確にされていない。 ここでは、Sprague-Dawleyラット（2 mg / kg BW、ip、連続5日間）およびラットにおけるCdによる治療が見られました。腎臓細胞line（NRK {{0}} E、0 –10μM、12時間）は炎症性サイトカインの転写を誘導しましたが、これはJQ1（BRD4阻害剤、25 mg / kg BW、ip 、invivoで3日連続;0.5μM、invitroで12時間）またはBRD4低分子干渉RNA（siRNA、invitro）。BRD4がCd誘発性炎症反応に関与していることを示唆しています。 次に、私たちの研究は、Cdによって引き起こされる炎症反応におけるBRD4の役割を明らかにしました。 BRD4の阻害は、Cdによって促進されるNF-κBの核移行とinvivoおよびinvitroでの活性化を減少させました。 CdはRelAK310のアセチル化レベルを増加させ、アセチル化されたNF-κBRelAへのBRD4の結合をinvivoおよびinvitroで増強しました。 要約すると、我々の研究は、BRD4がNF-κBシグナル伝達経路の活性化を媒介し、ラットのアセチル化NF-κBRelAへの結合を増加させることにより、炎症性サイトカインのCd誘発性転写に関与していることを示唆しています肝臓、したがって、BRD4はCd誘発性腎疾患の潜在的な治療標的となる可能性があります。

キーワード： BRD4カドミウム腎臓の炎症性サイトカインNF-κBJQ1

1.はじめに

カドミウム（Cd）は、毒性が高く、半減期が長い重金属汚染物質です。 工業生産の発展に伴い、環境の安全と人間の健康に対するCd汚染の脅威の高まりが懸念されています（Wang et al。、2020; Horiguchi and Oguma、2016）。 それが体に吸収された後、Cdは多臓器障害を誘発し、肝臓は主要な標的器官です（Fernando et al。、2020; Zhao et al。、2021）。 以前、オートファジー阻害、酸化ストレス、およびアポトーシスが、ラットのCdによる腎毒性に相乗的に寄与することを体系的に検証しました（Liu et al。、2017; Wang et al。、2017）。 炎症は、感染や傷害に対する防御反応として機能する生理学的反応ですが、Cdによって誘発される制御されていない不適切な炎症反応は、傍観者の正常組織に損傷を与えたり、自己免疫疾患を促進したりするなどの害を引き起こす可能性があります（Hossein-Khannazer et al。、2020; Zhang et al。、2020）。 Cdによって引き起こされる炎症反応は、心血管疾患と肝障害を悪化させ、炎症がCdを介したものに重要な役割を果たす可能性があることを示唆しています肝臓病理学的プロセス（Fagerberg et al。、2017; Almeer et al。、2019）。

エピジェネティクスとは、非DNA配列の変化に基づく遺伝子発現の遺伝的修飾を指し、これらの修飾の可逆性により、新しい治療標的の発見が可能になります（Vendetti and Rudin、2013）。 ブロモドメインおよびエクストラターミナルドメイン（BET）ファミリーには、ブロモドメイン含有2（BRD2）、BRD3、BRD4、および2つのブロモドメインとヒストンおよび非ヒストンのアセチル化リジンへの結合を特徴とするブロモドメイン精巣特異的（BRDT）が含まれます（ Lochrin et al。、2014; Chatterjee and Bohmann、2018）。 BETタンパク質は、多くの遺伝子の転写コアクチベーターとして機能するため、さまざまな病理学的モデルにおいて、細胞周期、炎症反応、酸化ストレス、およびその他の生理学的プロセスを調節します（Jiao et al。、2020; Wang et al。、2019b）。 BRD4は、BETタンパク質ファミリーの特によく研究されたメンバーであり、蓄積された調査により、BRD4はさまざまな調節における新しいエピジェネティックな標的として報告されています。腎臓病、慢性腎炎、糖尿病性腎症、および実験的腎障害を含む（Zeng and Zhou、2002; Morgado-Pascual et al。、2019）。 BRD4は、核因子-κB（NF-κB）に依存する転写プロセスに関与して、多くの疾患の炎症反応を調節することが確認されています（Xu and Vakoc、2014; Suarez-Alvarez et al。、2017）。 BRD4は、そのブロモドメインを介してリジン310（RelA-K310ac）でアセチル化RelA（NF-κBサブユニット、タンパク質コード遺伝子）によって動員され、サイクリン依存性キナーゼ9（CDK9）を活性化し、RNAポリメラーゼIIをリン酸化してNF-κB標的遺伝子の転写（Hajmirza et al。、2018）。 最近の研究は、BRD4阻害剤が炎症性疾患の潜在的な治療選択肢である可能性があることを示唆しています。 ラット脊髄損傷モデルでは、BRD4の阻害は炎症反応を弱め、ミクログリアの機能回復を促進しました（Dey et al。、2019）。 また、BRD4の阻害は、片側尿管閉塞、抗膜基底膜GN、およびアンジオテンシンIIの注入のマウスモデルにおける実験的腎炎症を無効にしました（Suarez-Alvarez et al。、2017）。

Cdの潜在的な炎症誘発性効果および炎症に対するBRD4の調節効果を考慮して、BRD4がCdによって引き起こされる炎症反応に関与していると仮定しました。 予想通り、BRD4はCdに曝露されたラット腎臓モデルにおける炎症性サイトカインの転写プロセスを仲介します。 私たちの研究は、Cdによって引き起こされる炎症反応の潜在的なメカニズムを明らかにし、Cdによって引き起こされる腎毒性の治療への新しい洞察を提供します。

2。材料と方法

2.1。 化学物質と抗体

塩化カドミウム（CdCl2、無水、439800）は、Sigma-Aldrich（Carlsbad、CA、USA）から購入しました。 （プラス）-JQ1（HY -13030）は、MedChemExpress（Monmouth Junction、NJ、USA）から入手しました。 核タンパク質抽出キットは、Beyotime Institute of Biotechnology（Shanghai、China、P0027）から購入しました。 効率的な化学発光キット（ECL、32209）およびビシンコニン酸タンパク質アッセイ試薬（BCA、23225）は、Thermo Fisher Scientific（マディソン、ウィスコンシン州、米国）から入手しました。 次のタンパク質に対する一次抗体を使用しました：NF-κBp65（10745-1- AP）、IL -1（26048-1- AP）、TNF-（17590-1- AP）はから購入しましたProteintech Group（武漢、中国）; -アクチン（3700秒）、ヒストンH3（His3、4499）、サーチュイン1（Sirt1、8469）、通常のウサギIgG（IgG、4394）は、Cell Signaling Technology（Danvers、MA、USA）から購入しました。 BRD4（ab128874）、K（リジン）アセチルトランスフェラーゼ3（KAT3B / Ep300、ab14984）、NF-κBRelA（アセチルK310）（RelA-K310ac、ab19870）、AlexaFluor®488結合ロバ抗ウサギ（ab150073）を購入しましたAbcam（ケンブリッジ、英国）から。 二次抗体：ヤギ抗マウスIgG（HプラスL）（115-035-003）およびヤギ抗ウサギIgG（HプラスL）（111-035-003）は、Jackson ImmunoResearch（West Grove、PA、USA）から購入しました。 ）。

2.2。 動物と実験

24匹のSprague-Dawleyラット（オス、6週齢、110〜120 g）は、Pengyue Experimental Animal Breeding Co.、Ltd（Jinan、Shandong、China）から購入しました。 ラットは、環境制御された部屋（24±5度、12時間の明/暗サイクル）で餌と水を自由に摂取できるようにした。 実験手順は、動物実験に関する欧州共同体評議会指令2010/63 / EUに適用可能であり、すべての手順は揚州大学の動物管理使用委員会によって承認されました。 順応の1週間後、ラットをランダムに4つのグループに分けました。（1）コントロールグループ：対応する溶媒（生理食塩水または2-ヒドロキシプロピル- -シクロデキストリン溶液）を腹腔内注射しました。 （2）Cdグループ：Cd中毒モデルを確立するために5日間連続して腹腔内注射されたCdCl2（2 mg / kg体重、生理食塩水に溶解）。 （3）CdとJQ1グループ：Cd中毒モデルを確立するために5日間連続して腹腔内注射されたCdCl2（2 mg / kg体重）、およびJQ1（25 mg / kg体重、2-ヒドロキシプロピル{{ 25}}シクロデキストリン溶液）6〜8日目に腹腔内注射。 （4）JQ1グループ：6〜8日目に腹腔内注射されたJQ1（25 mg / kg体重）。 ラット血清および腎臓組織中のCd含有量の統計は、Cd曝露ラットモデルの確立の成功を反映して表S1にリストされています。

８日間の治療後、１２時間の絶食後、深麻酔下で頸椎脱臼によりラットを殺した。 腎臓組織を解剖し、各腎臓の1 g組織を-80°Cで迅速に保存して、ウエスタンブロットおよび定量PCR（qPCR）分析を行いました。 組織の残りの量は、免疫組織化学（IHC）染色のために4％パラホルムアルデヒド（PFA）ですばやく固定されました。

2.3。 細胞培養と治療

ラット腎臓細胞株（NRK {{0}} E）は、中国科学院の上海細胞銀行から入手しました。 NRK -52 E細胞は、5％ウシ胎児血清（FBS、Gibco、10437-028）、ペニシリン、およびストレプトマイシン（1 0 0 U / mL）5％CO2および95％空気の37度の加湿状態。 CdCl2（超純水溶解）とJQ1（ジメチルスルホキシド溶解）は別々に4度と-20度で保管し、使用前に作業溶液に希釈しました。 実験計画は次のとおりです。（1）細胞を0、2.5、5、10μMCdで12時間、または5μMCdで0、6、12、24時間処理して、後続のアッセイを実行しました。 （2）細胞を5μMCdおよび/または0.5μMJQ1で12時間処理して、後続のアッセイを実行しました。 （3）細胞にsiBRD4をトランスフェクトするか、5μMCdでさらに12時間処理して、後続のアッセイを実行しました。

2.4。 低分子干渉RNAトランスフェクション

製品マニュアルに従って、Lipofectamine RNAiMAXトランスフェクション試薬（Thermo Fisher Scientific、カタログ番号13778150）を使用して、20 nMのBRD4低分子干渉RNA（siBRD4、Invitrogen、CA、USA）をNRK-52E細胞にトランスフェクトしました。 以下のセンスsiRNAを使用しました。

5'-CCGTCAAGCTGAACCTCCCTGATTA-3'のターゲット配列を持つsiBRD4;

5'-UUCUCCGAACGUGUCACGUTT -3'の標的配列を持つsiCt（siRNAネガティブコントロール）。

2.5。 ウエスタンブロッティング

腎臓組織サンプルとNRK-52E細胞を、プロテアーゼ阻害剤を含むRIPAバッファーで溶解し、総タンパク質を抽出しました。 核タンパク質は、新鮮な組織や細胞から事前に調製し、-80度で保存しました。 タンパク質サンプル（サンプルあたり20〜30 ug）をSDS-PAGE電気泳動で分離し、ポリフッ化ビニリデン膜（Millipore、ISEQ00010）に転写しました。 膜を5％スキムミルクで90分間ブロックし、次の一次抗体とともに4度で12時間インキュベートしました：-アクチン（1：5000）、NF-κBp65（1：1000）、IL -1（ 1：600）、TNF-（1：600）、BRD4（1：1000）、Ep300（1：1000）、Sirt1（1：1000）、His3（1：1000）、RelA-K310ac（1：1000）。 次に、メンブレンをTBSTで洗浄し、対応する二次抗体（1：10000）と室温（RT）で90分間インキュベートしました。 メンブレンをエレクトロケミルミネッセンス（ECL、ThermoFisher Scientific）とインキュベートし、Chemidoc XRS（Bio-Rad、Marnes-La Coquette、フランス）で測定し、ImageJ（NIH、Bethesda、MD、USA）を使用して光学密度を分析しました。

2.6。 免疫蛍光（IF）染色

24-ウェルプレートに播種されたNRK{{0}}E細胞は、約60パーセントのコンフルエンスまで増殖しました。 細胞を5μMCdおよび/または0.5μMJQ1で12時間処理した後、PFAで固定し（4％、10分）、Triton X - 100で透過処理し（0.1％、15分）、BSAでブロックしました。 （2％、90分）RTで、一次抗体（NF-κBp65、1：50希釈）と4度で一晩インキュベートしました。 PBSで3回洗浄した後、細胞を二次抗体（1：500希釈）で90分間、DAPIでRTで5分間インキュベートし、共焦点顕微鏡で細胞を観察しました。 NF-κBの核転座は、3つの独立した研究で分析されました。

2.7。 qPCR

腎臓組織とNRK-52E細胞のトータルRNAは、RNAiso Plusキット（タカラバイオ、滋賀、日本）で抽出しました。 製造元のマニュアル（Roche、Basel、Switzerland）に従って、1ugのトータルRNAを使用して第1鎖cDNAを合成しました。 LightCycler®96Real-TimePCRSystem（Roche）を使用して相対的なmRNAレベルを検出するために、ウェルあたり2μLの相補DNA（cDNA）を採取しました。 式2-△△CTに従って相対的なmRNAレベルを計算します。 プライマーは表S2に記載されています。 -アクチンはラットの参照遺伝子でした。

2.8。 共免疫沈降（Co-IP）

腎臓組織とNRK-52E細胞を、新たに調製した細胞溶解バッファー（20 mM HEPES–KOH pH 7.5、150 mmol / L NaCl、2 mmol / L EDTA、1％Triton X {{8}）で溶解しました。 }）PMSFを含みます。 プロテインGビーズ（サンプルあたり100μL、Bio-Rad、Hercules、CA、USA）を、サンプルあたり2 ugのBRD4、RelA-K310ac、またはIgG抗体と混合し、RTで10分間回転させました。 次に、総タンパク質溶解物をビーズ-抗体複合体とともに4度で一晩インキュベートしました。 細胞溶解バッファーで3回洗浄した後、免疫沈降物を1×SDSPAGEサンプルバッファーで再懸濁してサンプルを構成しました。 標的タンパク質は、抗BRD4および抗RelAK310ac一次抗体を用いたウエスタンブロッティングを使用して検出されました。

2.9。 統計分析

すべてのデータは、少なくとも3回の独立した実験から得られ、特に明記されていない限り、平均±SEMとして表されます。 実験グループは、SPSS 22。0（SPSS Inc.、Chicago、IL、USA）を使用して、対応のない両側スチューデントのt検定または一元配置分散分析（ANOVA）によって比較されました。 有意性はp<>

3.結果

3.1。 Cdはinvivoおよびinvitroで炎症性サイトカインの発現を誘導します

環境汚染物質として、Cdは一連の生物学的プロセスを調節することによって腎臓の損傷を引き起こすことが証明されています（Wang et al。、2019c）。 この研究では、炎症性サイトカインの転写レベルの変化をCd曝露後に調べて、炎症がCd誘発腎毒性に関与しているかどうかを調べました。 データは、Cd曝露がNRK -52 E細胞（図1A-B）およびラット腎臓組織（図1C）のインターロイキン（IL）-1および腫瘍壊死因子（TNF）-タンパク質レベルを有意に増加させたことを示しました。 -D）。 一方、図1E-Fに示すように、Cd曝露は、炎症性サイトカイン（IL -1、IL -6、TNF-、および（単球化学誘引物質タンパク質-1）MCPの転写レベルを増強しました。 -1）invivoおよびinvitro。 これらの発見は、Cdがラットの腎臓で炎症性サイトカインの発現を誘導することを示唆しています。

3.2。 BRD4は、炎症性サイトカインのCd誘導性転写プロセスに関与しています

BRD4は、アセチル化ヒストンまたは非ヒストンに結合して多くの疾患の炎症過程を調節する、新たに記述されたエピジェネティックレギュレーターです。 ここでは、BRD4阻害剤JQ1とBRD 4- siRNAを使用して、Cdによって引き起こされる炎症反応に対するBRD4の役割を調べました。 データは、Cd上昇IL -1およびTNF-タンパク質レベルが、invivoおよびinvitroでのJQ1処理（図2A–D）およびinvitroでのBRD4ノックダウン（図S1A-B）によってダウンレギュレートされたことを示しました。 一方、JQ1処理は、NRK -52E細胞におけるIL-1、IL -6、TNF-、およびMCP -1のCd増強転写レベルを有意に阻害しました（図2E）。およびラット腎臓組織（図2F）。 また、BRD4ノックダウンは、NRK -52 E細胞における炎症性サイトカインのCd増加転写レベルを有意に低下させました（図S1C）。 まとめると、これらの発見は、BRD4がラット腎臓におけるCd誘発性炎症反応の重要な調節因子であることを示唆しています。

3.3。 Cd曝露後もBRD4の発現レベルは変化しません

次に、BRD4の発現レベルの変化がCd曝露後に検出されました。 NRK -52 E細胞を濃度勾配下でCdで処理し、ラットにCdを5日間腹腔内注射して、invivoおよびinvitroでの腎臓におけるBRD4発現に対するCdの影響を解明しました。 結果は、BRD4タンパク質レベルがCdに曝露されたNRK -52 E細胞（図3A-B）とラット腎臓組織（図3C-D）の両方で変化しなかったことを示しました。 また、BRD4 mRNAレベルはCd曝露後も変化しませんでした（図3E-F）。 これらの結果は、BRD4がCdによって引き起こされる炎症反応を媒介することは発現レベルの変化に依存しないことを示しています。

3.4。 BRD4はCdによって促進されるNF-κB核転座を調節します

Cdによって引き起こされる炎症反応におけるBRD4の役割は、私たちの研究で調査されました。 NF-κBシグナル伝達経路の変化は、炎症性サイトカインの転写と密接に関連しています（Chi et al。、2021）。 私たちの研究では、BRD4がCdによって調節される核転座とNF-κBの活性化に関与していることがわかりました。 まず、NF-κBの細胞内局在をIF染色とIHC染色によって決定しました。 図4AおよびDのデータは、JQ1がNRK-52E細胞およびラット腎臓組織におけるCd促進NF-κB核移行を阻害することを示しました。 一方、ウエスタンブロットの結果は、JQ1がinvivo（図4B-C）およびinvitro（図4E-F）でNF-κBのCd増加核タンパク質レベルを有意に低下させたことを示しました。 同様に、BRD4ノックダウンもNRK -52 E細胞でCdによって促進されるNF-κB核転座を有意に阻害し（図S2A）、NF-κBのCd増加核タンパク質レベルを低下させました（図S2B-C）。 まとめると、BRD4の阻害は、Cdによって促進されるNF-κB核転座を減少させる可能性があり、BRD4がCd曝露後の腎臓におけるNF-κBシグナル伝達経路の活性化を媒介することを示唆しています。

3.5。 CdはRelAK310のアセチル化レベルを増加させます

研究により、BRD4はその臭素ドメインを介してアセチル化RelA K310に結合し、NF-κB依存性転写を調節することが確認されています（Morgado-Pascual et al。、2019; Zhong et al。、2018）。 したがって、RelAK310のアセチル化レベルと2つの酵素の発現が検出されました。 データは、RelA-K310acおよびアセチラーゼEp300タンパク質レベルがCdの濃度の増加とともに継続的に減少する一方で、デアセチラーゼSirt1タンパク質レベルがNRK -52 E細胞（図5A-B）およびラット腎臓組織（図5A-B）で徐々に増加することを示しました。 。5C-D）。 また、Ep300とSirt1のmRNAレベルは同じ傾向を示しました（図5E-F）。 これらの結果は、CdがRelA K310のアセチル化レベルを促進することを示唆しており、したがって、BRD4は腎臓におけるCd誘発性炎症性サイトカインの転写に関与している可能性があります。

3.6。 CdはBRD4のRelA-K310acへの結合を増加させ、その転写機能を強化します

アセチル化部位への結合は、BRD4の転写調節の基礎です（Huang et al。、2009）。 CdがBRD4のRelA-K310acへの結合を増加させることによってBRD4機能を制御するかどうかを検証するために、RelA-K310acとBRD4の間の相互作用がCo-IPを介して検出されました。 図6Aのデータは、CdがNRK -52 E細胞におけるRelA-K310acとBRD4の間の相互作用を大幅に強化し、JQ1処理またはBRD4ノックダウンによって軽減されたことを示しています。 また、同じ傾向がラットの腎臓組織でも観察されました（図6B）。 これらの結果は、CdがBRD4のRelA-K310acへの結合を増強し、NF-κB依存性の転写を促進し、その後Cdによって引き起こされる炎症反応に寄与することを示しています。

4。議論

Cdは毒性が高いため、炎症の潜在的な引き金として報告されていますが、正確なメカニズムはまだ完全には理解されていません（Arab-Nozari et al。、2020; Ghosh、2018）。 私たちの研究では、Cdがラット腎細胞で炎症性サイトカインの発現を誘導することを確認し、炎症を含む一連の細胞プロセスで重要な機能を持つエピジェネティックな標的であるBRD4がCdによって引き起こされる炎症反応に寄与することを発見しました。 さらなる実験は、BRD4がCdによって促進されるNF-κBシグナル伝達経路の活性化に関与していることを示しました。 また、CdはRelA K310のアセチル化レベルを増加させ、それによってアセチル化NF-κBRelAへのBRD4の結合を増加させ、NF-κB依存性炎症性サイトカインの転写を促進しました。

炎症は外因性化学物質に対する自然の防御メカニズムの1つですが、制御されていない不適切な炎症反応は正常組織に損傷を与え、自己免疫疾患を誘発する可能性があります（Jian et al。、2018）。 Cdが増加した炎症の生物学的マーカーは、多くの場合、さまざまな疾患に関連していました。 研究によると、Cd誘発性の炎症がアテローム発生に関与していることが示されています（Tinkov et al。、2018）。 さらに、Cdは炎症性サイトカインの発現を促進し、これが肺および精巣組織の損傷に寄与し、肝毒性を誘発しました（Koopsamy Naidoo et al。、2019; Arafa et al。、2014）。 これらの有害な影響は、炎症反応がCd誘発性腎障害に関与しているという我々の結果と一致しています。 ますます多くの研究がCd誘発性炎症の発生メカニズムに焦点を合わせています。 よく研究されているBETタンパク質ファミリーのメンバーとして、BRD4は炎症を含む多くの生物学的プロセスにおいて重要な役割を果たしています。 ここでは、JQ1（BRD4の阻害剤）とsiRNAを使用してBRD4の機能的活性を調節解除し、BRD4の阻害がラット腎臓における炎症性サイトカインのCd誘発性転写を減少させることを発見し、BRD4がCd誘発性炎症反応に関与していることを示唆しています。 BRD4発現の調節不全は、炎症反応の発生における重要なイベントであると一般に考えられています。 脊髄損傷、病的心肥大、およびその他の炎症関連疾患では、BRD4の発現障害が炎症性サイトカインの発現に寄与しました（Zhu et al。、2020; Marazzi et al。、2018; Ren et al。、2019）。 ただし、Cdは現在の実験条件下でBRD4の発現レベルに影響を与えなかったため、BRD4が他の経路を介してCdによって引き起こされる炎症反応を媒介するかどうかを検討しました。

NF-κBは炎症過程における重要な調節因子であり、多くの炎症性メディエーターの発現を制御する役割を果たします（Lawrence、2009）。 研究では、BRD4がNF-κBシグナル伝達経路の調節に関与していることが報告されています。 Huangetal。 （2017）BRD4がp38およびJNK-MAPK経路を介してIKKを介したNF-κB活性化を調節することを示唆しました。 王ら。 （2019a）BRD4ノックダウンまたはJQ1処理が、ミクログリアのリポ多糖（LPS）活性化NF-κBシグナル伝達経路をブロックすることを発見しました。 Mengetal。 （2014）JQ1処理が、LPS処理されたRAW 264.7細胞におけるNF-κBの活性化を阻害することにより、炎症性サイトカインの発現をブロックすることを示しました。 これらの報告は、BRD4が抗炎症への効果的な治療アプローチである一方で、BRD4が多くの炎症モデルでNF-κBの活性化を媒介することを示しています。 現在の研究では、BRD4の阻害は、Cdに曝露されたラット腎臓組織およびNRK -52 E細胞におけるNF-κBの核移行をブロックし、BRD4がCd活性化NF-κBシグナル伝達経路を媒介することを示唆しています。

通常、NF-κBがさまざまな刺激によって活性化されて核に移行した後、BRD4はK310部位でアセチル化NF-κBRelAに結合し、核内での安定性と転写活性を高めます（Hajmirza et al。、2018）。 したがって、RelA K310のアセチル化レベルは、炎症反応に対するBRD4の調節機能に影響を及ぼします。 海馬ニューロンでは、デアセクレターゼSirt1がRelA K310の脱アセチル化を媒介して、BACE1の発現を調節し、ニューロンのアミロイドの産生に寄与しました（Flores-Leon et al。、2019）。 膠芽腫細胞では、光線力学療法のストレスがデアセ​​チラーゼSirt1をダウンレギュレーションし、アセチラーゼEp300を活性化して、RelA-K310acレベルを上昇させ、生存促進性一酸化窒素の産生を上昇させました（Fahey et al。、2019）。 私たちの研究では、CdがEp300の発現を増加させSirt1の発現を減少させることにより、RelA K310のアセチル化レベルを促進することがわかりました。これは、CdがRelAK310のアセチル化レベルを増加させることによって調節機能BRD4に影響を与えることを示しています。

特に、我々の結果は、JQ1治療がBRD4ノックダウンよりもCd誘発性炎症反応の緩和に効果的であることを示しました。 JQ1はBRD4との結合親和性が高く、染色体へのBRD4の結合をほぼ完全にブロックできますが、siBRD4はBRD4タンパク質の発現を妨害して、標的部位へのBRD4の結合を減らすことしかできません。これは、BRD4がCdによって引き起こされる炎症反応を媒介することを示唆しています。アセチル化NF-κBRelAとの結合。 最近の研究では、同様の調節メカニズムが示されています。NF-κBの核移行と活性化の後、BRD4はアセチル化RelAと相互作用して、NF-κBの転写活性化を共活性化します（Huang et al。、2009）。 RelA–BRD4はさまざまな炎症性刺激条件でNF-κB標的プロモーターに動員されましたが、JQ1治療はBRD4がアセチル化NF-κBRelAに結合するのを防ぎ、NF-κBの転写活性を低下させました（Zou et al。、2014）。 私たちの結果は、BRD4の阻害がラット腎臓におけるBRD4とRelA-K310ac間のCd増強相互作用をブロックすることを示し、BRD4の阻害がNF-κBのCd誘導性転写活性を抑制するという上記の結果を支持し、Cdがアセチル化へのBRD4結合を増強することを示しています炎症性サイトカインの転写を増加させるNF-κBRelA。

要約すると、我々の研究は、ラット腎臓のCd誘発性炎症反応におけるBRD4の調節メカニズムを明らかにした：（1）BRD4はCd誘発性NF-κB核転座および活性化を媒介する。 （2）Cdは、RelA K310のアセチル化レベルを増加させ、アセチル化されたNF-κBRelAへのBRD4の結合を強化します。これにより、NF-κB依存性の炎症性サイトカインの転写が促進されます。 さらに、BRD4の阻害は、Cd上昇炎症性サイトカインレベルを有意に軽減し、標的BRD4がCd誘発性腎炎を含む炎症性疾患を治療する効果的な手段として開発される可能性があることを示唆しています。

CRediTオーサーシップ貢献声明

Zhongguo Gong：概念化、方法論、視覚化、正式な分析、検証、調査、正式な分析、データキュレーション、執筆–元のドラフト。 Gang Liu：概念化、方法論、視覚化、データキュレーション、執筆–原案、プロジェクト管理、資金調達。 Wenjing Liu：ソフトウェア、リソース、方法論、正式な分析。 Hui Zou：プロジェクト管理、監督。 Ruilong Song：ソフトウェア、正式な分析、監督。 Hongyan Zhao：ソフトウェア、正式な分析、監督。 ヤンユアン：監督。 Jianhong Gu：監督。 Jianchun Bian：資金調達、監督。 Jiaqiao Zhu：執筆–レビューと編集、監督。 Zongping Liu：執筆–レビューと編集、監督、

プロジェクト管理、資金調達、概念化。

競合する利益の宣言

著者は、この論文で報告された研究に影響を与えると思われる可能性のある、既知の競合する経済的利益または個人的な関係はないと宣言します。

了承

この作品は、中国国立自然科学財団（No. 31872533、31902329、32072933）、中国国立主要研究開発プログラム（No. 2016YFD0501208）、および江蘇省高等教育の優先学術プログラム開発プロジェクトによってサポートされていました。機関（PADP）。 原稿は、ELIXIGENの優秀な英語を母国語とする1人以上の編集者によって、適切な英語、文法、句読点、スペル、および全体的なスタイルに合わせて編集されました。

参考文献

Almeer、RS、AlBasher、GI、Alarifi、S.、Alkahtani、S.、Ali、D.、Abdel Moneim、AE、2019.ローヤルゼリーは、オスのマウスにおけるカドミウム誘発腎毒性を軽減します。 科学 担当者9（1）、5825。

Arab-Nozari、M.、Mohammadi、E.、Shokrzadeh、M.、Ahangar、N.、Amiri、FT、Shaki、F.、2020.非毒性レベルのカドミウムとフッ化物への同時曝露は、ミトコンドリアの酸化的損傷、アポトーシス、およびNF-kB経路を誘発します。 環境。 科学 汚染。 解像度 Int。 27（19）、24048〜24058。

アラファ、MH、モハマド、NS、アテイア、HH、2014年。フェヌグリーク種子粉末は、雄ラットのカドミウム誘発精巣損傷および肝毒性を軽減します。 Exp。 トキシコール。 病理学。 66（7）、293–300。

Chatterjee、N.、Bohmann、D.、2018. Nrf2への賭け：Nrf2シグナル伝達がBETタンパク質阻害剤の治療活性にどのように影響するか。 バイオエッセイ40（5）、1800007。

Chi、Q.、Zhang、Q.、Lu、Y.、Zhang、Y.、Xu、S.、Li、S.、2021.セレンによって誘発される活性酸素種依存性好中球細胞外トラップ形成におけるセレノプロテインSの役割-欠乏性動脈炎。 レドックスバイオル。 44、102003 Dey、A.、Yang、W.、Gegonne、A.、Nishiyama、A.、Pan、R.、Yagi、R.、Grinberg、A.、Finkelman、FD、Pfeifer、K.、Zhu、J 。、Singer、D.、Zhu、J.、Ozato、K.、2019. BRD4は造血幹細胞の発達を誘導し、マクロファージの炎症反応を調節します。 EMBO J. 38（7）

Fagerberg、B.、生まれ、Y。、Barregard、L。、Sallsten、G。、Forsgard、N。、Hedblad、B。、Persson、M。、Engstrm、G.、2017年。カドミウム曝露は、炎症および将来の心血管疾患の循環マーカーである可溶性ウロキナーゼプラスミノーゲンアクチベーター受容体に関連しています。 環境。 解像度 152、185〜191。

Fahey、JM、Korytowski、W.、Girotti、AW、2019.上流のシグナル伝達イベントは、光力学的に攻撃された神経膠芽腫細胞における生存促進性一酸化窒素の産生の上昇につながります。 フリーラジカル。 Biol。 Med。 137、37–45。

Fernando、TD、Jayawardena、BM、Mathota Arachchige、YLN、2020.スリランカの原因不明の慢性腎臓病に関連するOryzasativaL.のさまざまな代謝物と重金属の変動。 ケモスフェア247、125836。

Flores-Leon、M.、Perez-Dominguez、M.、Gonzalez-Barrios、R.、Arias、C.、2019.パルミチン酸誘発性NAD（プラス）枯渇は、SIRT1の機能低下とBACE1発現の増加に関連しています海馬ニューロンで。 Neurochem。 解像度 44（7）、1745〜1754。

Ghosh、KNI、2018年。カドミウム治療は、アルビノWistarラットの心臓組織にエキノコックス症、DNA損傷、炎症、およびアポトーシスを誘発します。 環境。 トキシコール。 Pharmacol。 59、43–52。 炎症と癌。 生物医学6（1）、16。

Horiguchi、H.、Oguma、E.、2016.カドミウムへの急性暴露は、マウスの肝臓における顆粒球コロニー刺激因子の誘導の遅延とともに、長期の好中球増加症を誘発します。 アーチ。 トキシコール。 90（12）、3005〜3015。

Hossein-Khannazer、N.、Azizi、G.、Eslami、S.、Alhassan Mohammed、H.、Fayyaz、F.、Hosseinzadeh、R.、Usman、AB、Kamali、AN、Mohammadi、H.、Jadidi-Niaragh、 F.、Dehghanifard、E.、Noorisepehr、M.、2020.炎症の誘発におけるカドミウム曝露の影響。 免疫薬剤。 免疫毒性物質。 42（1）、1–8。