Molecular mechanisms of the suppression of inflammation by thermal stress

熱ショック応答は,熱ショック因子(heat shock factor,HSF)によって転写のレベルで調節され,蛋白質フォールディングを介助する熱ショック蛋白質(heat shock protein,HSP)の誘導を特徴とし,同時に蛋白質分解を含むさまざまな機能を担う蛋白質の誘導も伴う.したがって,細胞の蛋白質ホメオスタシスの鍵となる因子である.それだけでなく,HSFは,脳,生殖器,感覚器などの個体発生と維持に重要な役割も担っている.我々の研究を含む成果から,HSPの主要な制御因子であるHSF1が免疫･炎症反応の調節に必要であること,その一部はHSF1によるTNFαなどの主要な炎症性遺伝子の抑制によるものであることがわかった.さらに,我々は,温熱ストレスによって活性化したHSF1が転写因子ATF3を発現誘導し,それらが発熱性因子であるIL-6を含む多くの炎症性遺伝子の発現を直接及び間接的に抑制すること,そしてその経路のマウス個体での重要性を明らかにした.生理的な発熱反応が,過剰な炎症反応を抑制する分子機構について議論する.

Febrile response is a complex physiological reaction to disease including a cytokine-mediated rise in body temperature and activation of inflammatory systems. Fever has beneficial roles in terms of disease prognosis, partly by suppressing expression of inflammatory cytokines. However, the molecular mechanisms underlining fever-mediated suppression of inflammatory gene expression have not been clarified. We showed that heat shock suppresses lipopolysaccaride(LPS)-induced induction of interleukin-6(IL-6), a major pyrogenic cytokine, in mouse embryo fibroblasts and macrophages. Heat shock transcription factor 1(HSF1) activated by heat shock induced activating transcription factor 3(ATF3), a negative regulator of IL-6, and ATF3 was necessary for heat-mediated suppression of IL-6, indicating a fever-mediated feedback loop consisting of HSF1 and ATF3. When HSF1-null and ATF3-null mice were injected with LPS, they expressed much higher levels of IL-6 than wild-type mice, resulting in an exaggerated febrile response. These results demonstrate a feedback mechanism of the inhibition of inflammatory and febrile response.

熱ショック応答

炎症

発熱

転写

遺伝子