The BET inhibitor Attenuates the Inflammatory Response and Cell Migration in Human Microglial HMC3 Cells

Abstract

Microglia, resident macrophages of the brain that act as primary immune cells, play essential roles in innate immunity and neuroinflammatory pathologies. Microglial cells are rapidly activated in response to infection and inflammation/injury, associated with the expression of proinflammatory genes and secretion of cytokines. The bromodomain and extra-terminal (BET) inhibitor JQ1 has been shown to be an epigenetic agent that reduces inflammation. In this study, we investigated the mechanisms underlying the anti-inflammatory and anti-migratory functions of JQ1 and the genes targeted by JQ1 in lipopolysaccharide (LPS)-activated human microglial cell line HMC3 cells using RNA-sequencing (RNA-seq). We analyzed the pattern of inflammation-related genes (chemokines, cytokines, and interferon-stimulated genes) and migration-related genes with JQ1 treatment from differentially expressed genes (DEGs) analysis in HMC3 cells. We found that LPS-induced IRF1 directly regulated inflammation- and migration-related genes and that JQ1 significantly reduced IRF1 and its target genes. Additionally, IRF1 attenuation significantly down-regulated target genes and inhibited microglial migration. Our data suggest that the BET inhibitor JQ1 can modulate the inflammatory response and migration through the regulation of LPS-induced IRF1 in human microglia.| 미세아교세포는 뇌에서 작용하는 대식세포로서 선천성 면역과 신경염증 병리에 필수적인 역할을 한다. 일차면역세포인 미세아교세포는 감염이나 염증,부상에 의한 자극에 빠르게 활성화되어 사이토카인을 분비하는 등 전염증성 유전자 발현에 관여한다. 그러나 지속적이거나 과도한 염증 반응은 여러 신경계 질환의 원인이 된다. 최근, 이러한 염증 반응을 감소시키기 위하여 후성유전 반응을 조절하는 BET 저해제인 JQ1가 연구되고 있다. 본 연구에서는, LPS로 활성화된 인간 미세아교세포에서 JQ1의 항염증 메커니즘을 연구하고자 RNA-seq을 수행하여 차별화 발현되는 유전자를 확보하였다. LPS 및 JQ1 처리에 의해 차별화 발현하는 염증 관련 유전자들과 (케모카인, 사이토카인, 인터페론 자극 유전자들) 세포 이동 관련 유전자들의 패턴을 분석하였다. 이들 발굴된 유전자 중에서, LPS에 의해 유도된 IRF1이 염증 반응 및 세포 이동 관련 유전자들을 직접적으로 조절하고 JQ1에 의해 IRF1 및 타켓 유전자들의 발현을 현저하게 감소시킨다는 것을 확인하였다. 또한, siRNA을 통한 IRF1의 억제는 세포 이동 관련 유전자들을 현저하게 감소시켜 미세아교세포의 이동을 억제하였다. 요약하면, 인간 미세아교세포에서 BET 저해제인 JQ1이 LPS에 의해 유도된 염증 반응과 세포 이동을 IRF1 유전자의 발현을 감소시킴으로써 조절할 수 있음을 규명하였다.