Die Rolle von PRDM1 in der Regulation von Interleukin 6 in Epithelzellen

Hintergrund Asthma ist eine chronisch entzündliche Atemwegserkrankung mit ca. 262 Millionen Betroffenen. Virale Infektionen können zu Exazerbationen von Asthma führen, woraufhin eine Interleukin 6 (IL-6) Erhöhung in Blut und Sputum zu beobachten ist. Die molekulare Regulation von IL-6 in Asthma-Exazerbationen ist bislang weitestgehend unbekannt. Der häufigste Asthma-Endotyp ist durch T2-Zytokine wie IL-13 gekennzeichnet. Studien zeigen, dass T2-Zytokine, Interferone und Glukokortikosteroide die Expression des Transkriptionsfaktors (TF) PRDM1 induzieren können. Wir hypothetisieren, dass PRDM1 eine Rolle in der Regulation von IL-6 in Atemwegsepithelzellen spielt.

Methoden Primäre bronchiale Epithelzellen von Asthmatikern (A, n=5) und Nicht-Asthmatikern (NA, n=5) (Lonza, USA) wurden mittels Air-Liquid-Interface (ALI) für 21 Tage differenziert. Rekombinantes IL-13 (5 ng/mL, Peprotech, USA), polyIC (Sigma-Aldrich, USA) oder eine Kombination von beidem wurde zur Stimulation hinzugefügt. RNA wurde an Tag 28 isoliert und die Genexpression (Agilent, USA) analysiert. Calu3, A549, Hela, Beas-2B, 16-HBE, sowie NHBEs wurden submers kultiviert und für 24h mit IL-13 (R&D Systems, USA), für 3h mit polyIC (Invivogen, USA) oder einer Kombination aus beidem stimuliert. RNA wurde isoliert, cDNA umgeschrieben genexpression mittels qRT-PCR gemessen. Chromatin-Immunopräzipitation (ChIP) für PRDM1 wurde mittels Sequenzierung (ChIP-Seq; Antikörper clone 9115BF, CST, USA) von Active Motif durchgeführt.

Ergebnisse In primären ALI-Kulturen stimuliert polyIC nicht jedoch IL-13 signifikant die IL-6 Expression (p<0.01). Aus 40 TF mit signifikanter Bindung in der IL-6 Promotorregion (UCSC factorbook track) bildeten IRF1 und PRDM1 zusammen das beste lineare Regressionsmodell für die polyIC/IL-13 -abhängige IL-6-Expression (r²=0.94, p<0.0001). PolyIC stimulierte signifikant die Expression von PRDM1 und IL-6 in fünf submersen Epithelzelllinien. Eine ChIP belegt, dass PRDM1 signifikant an die Promotorregion von IL-6 in Bronchialepithelzellen bindet.

Zusammenfassung In ALI-Kultur existiert eine positive Assoziation zwischen IL-6 und PRDM1 Expression. Zudem bindet PRDM1 im Promotorbereich von IL-6.

Ausblick In exazerbierenden, T2-Asthmatikern scheint für PRDM1 eine regulatorische Funktion möglich, deren interventioneller Charakter an weiterführenden Studien noch untersucht werden muss.