Retinoic acid inducible gene-I mediated detection of bacterial nucleic acids in human microglial cells.

الكشف عن الأحماض النووية البكتيرية بوساطة الجين المستحث بحمض الريتينويك-I في الخلايا الدبقية الصغيرة البشرية.

Clicks: 423
ID: 106052
2020
Article Quality & Performance Metrics
Overall Quality
Not rated
Combines reader engagement with the AI quality analysis. This article has not been analysed, so there is no overall score — reader engagement is measured and shown alongside.
AI Quality Assessment
Not analyzed
Readership in this journal
Emerging

Ranked #7 of 12 articles by views in Journal of neuroinflammation

Most read Least read

Bar heights use a square-root scale.

Mint this article as an NFT
Not yet minted

Create a permanent, verifiable on-chain record of this article on the Scimatic Network. The NFT is held in your Journament account, and you can withdraw it to your own wallet at any time.

5 SUSD one-off · no wallet required
Abstract
Bacterial meningitis and meningoencephalitis are associated with devastating neuroinflammation. We and others have demonstrated the importance of glial cells in the initiation of immune responses to pathogens invading the central nervous system (CNS). These cells use a variety of pattern recognition receptors (PRRs) to identify common pathogen motifs and the cytosolic sensor retinoic acid inducible gene-1 (RIG-I) is known to serve as a viral PRR and initiator of interferon (IFN) responses. Intriguingly, recent evidence indicates that RIG-I also has an important role in the detection of bacterial nucleic acids, but such a role has not been investigated in glia.In this study, we have assessed whether primary or immortalized human and murine glia express RIG-I either constitutively or following stimulation with bacteria or their products by immunoblot analysis. We have used capture ELISAs and immunoblot analysis to assess human microglial interferon regulatory factor 3 (IRF3) activation and IFN production elicited by bacterial nucleic acids and novel engineered nucleic acid nanoparticles. Furthermore, we have utilized a pharmacological inhibitor of RIG-I signaling and siRNA-mediated knockdown approaches to assess the relative importance of RIG-I in such responses.We demonstrate that RIG-I is constitutively expressed by human and murine microglia and astrocytes, and is elevated following bacterial infection in a pathogen and cell type-specific manner. Additionally, surface and cytosolic PRR ligands are also sufficient to enhance RIG-I expression. Importantly, our data demonstrate that bacterial RNA and DNA both trigger RIG-I-dependent IRF3 phosphorylation and subsequent type I IFN production in human microglia. This ability has been confirmed using our nucleic acid nanoparticles where we demonstrate that both RNA- and DNA-based nanoparticles can stimulate RIG-I-dependent IFN responses in these cells.The constitutive and bacteria-induced expression of RIG-I by human glia and its ability to mediate IFN responses to bacterial RNA and DNA and nucleic acid nanoparticles raises the intriguing possibility that RIG-I may be a potential target for therapeutic intervention during bacterial infections of the CNS, and that the use of engineered nucleic acid nanoparticles that engage this sensor might be a method to achieve this goal.
يرتبط كل من التهاب السحايا والتهاب السحايا والدماغ البكتيريين بالتهاب عصبي مدمّر. وقد أثبتنا نحن وباحثون آخرون أهمية الخلايا الدبقية في بدء الاستجابات المناعية ضد مسببات الأمراض التي تغزو الجهاز العصبي المركزي (CNS). وتستخدم هذه الخلايا مجموعة متنوعة من مستقبلات التعرف على الأنماط (PRRs) لتحديد السمات العامة لمسببات الأمراض، ومن المعروف أن المستشعر العصاري الخلوي الجين-1 المستحث بحمض الريتينويك (RIG-I) يعمل كمستقبل تعرّف على الأنماط الفيروسية ومحفز لاستجابات الإنترفيرون (IFN). ومن المثير للاهتمام أن الأدلة الحديثة تشير إلى أن RIG-I يؤدي أيضاً دوراً مهماً في الكشف عن الأحماض النووية البكتيرية، بيد أن هذا الدور لم يُستقصَ بعد في الخلايا الدبقية. في هذه الدراسة، قمنا بتقييم ما إذا كانت الخلايا الدبقية الأولية أو المخلدة، البشرية منها والفأرية، تعبّر عن RIG-I تعبيراً بنيوياً أو عقب التحفيز بالبكتيريا أو نواتجها، وذلك باستخدام تحليل اللطخة المناعية. كما استخدمنا اختبارات الإليزا الاصطيادية (capture ELISAs) وتحليل اللطخة المناعية لتقييم تنشيط عامل تنظيم الإنترفيرون 3 (IRF3) وإنتاج الإنترفيرون في الخلايا الدبقية الصغيرة البشرية والمستحثين بواسطة الأحماض النووية البكتيرية والجسيمات النانوية المهندسة حديثاً من الأحماض النووية. علاوة على ذلك، وظفنا مثبطاً دوائياً لمسار إشارات RIG-I ومقاربات الإسكات الجيني المعتمدة على الحمض النووي الريبوزي الصغير المتداخل (siRNA) لتقييم الأهمية النسبية لـ RIG-I في هذه الاستجابات. أظهرت نتائجنا أن RIG-I يُعبَّر عنه بنيوياً في الخلايا الدبقية الصغيرة والخلايا النجمية البشرية والفأرية، وأن مستوياته ترتفع عقب العدوى البكتيرية بنمط يعتمد على نوع الممرض ونوع الخلية. بالإضافة إلى ذلك، تبيّن أن ربيطات مستقبلات التعرف على الأنماط (PRR) السطحية والعصارية الخلوية كافية أيضاً لتعزيز التعبير عن RIG-I. والأهم من ذلك، تثبت بياناتنا أن كلاً من الرنا (RNA) والدنا (DNA) البكتيريين يحفزان فسفرة IRF3 المعتمدة على RIG-I وما يتلو ذلك من إنتاج للإنترفيرون من النوع الأول (type I IFN) في الخلايا الدبقية الصغيرة البشرية. وقد تأكدت هذه القدرة باستخدام جسيمات الأحماض النووية النانوية الخاصة بنا؛ حيث أثبتنا قدرة الجسيمات النانوية المعتمدة على الرنا وتلك المعتمدة على الدنا على تحفيز استجابات الإنترفيرون المعتمدة على RIG-I في هذه الخلايا. إن التعبير البنيوي والمستحث بالبكتيريا لـ RIG-I في الخلايا الدبقية البشرية وقدرته على التوسط في استجابات الإنترفيرون تجاه الرنا والدنا البكتيريين وجسيمات الأحماض النووية النانوية يطرح احتمالية مثيرة للاهتمام مفادها أن RIG-I قد يمثل هدفاً واعداً للتدخل العلاجي أثناء حالات العدوى البكتيرية للجهاز العصبي المركزي، وأن استخدام جسيمات الأحماض النووية النانوية المهندسة التي تتفاعل مع هذا المستشعر قد يشكل وسيلة فعالة لتحقيق هذا الهدف.
Reference Key
johnson2020retinoicjournal Use this key to autocite in the manuscript while using SciMatic Manuscript Manager or Thesis Manager
Authors Johnson, M Brittany;Halman, Justin R;Burmeister, Amanda R;Currin, Saralynn;Khisamutdinov, Emil F;Afonin, Kirill A;Marriott, Ian;
Journal Journal of neuroinflammation
Year 2020
DOI
10.1186/s12974-020-01817-1
URL
Keywords

Citations

No citations found. To add a citation, contact the admin at info@scimatic.org

No comments yet. Be the first to comment on this article.