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Clostridium perfringens α-toxin impairs granulocyte colony-stimulating factor receptor-mediated granulocyte production while triggering septic shock.
Takehara, Masaya; Seike, Soshi; Sonobe, Yuuta; Bandou, Hiroto; Yokoyama, Saki; Takagishi, Teruhisa; Miyamoto, Kazuaki; Kobayashi, Keiko; Nagahama, Masahiro.
Affiliation
  • Takehara M; Department of Microbiology, Faculty of Pharmaceutical Sciences, Tokushima Bunri University, Yamashiro-cho, Tokushima, 770-8514 Japan.
  • Seike S; Department of Microbiology, Faculty of Pharmaceutical Sciences, Tokushima Bunri University, Yamashiro-cho, Tokushima, 770-8514 Japan.
  • Sonobe Y; Department of Microbiology, Faculty of Pharmaceutical Sciences, Tokushima Bunri University, Yamashiro-cho, Tokushima, 770-8514 Japan.
  • Bandou H; Department of Microbiology, Faculty of Pharmaceutical Sciences, Tokushima Bunri University, Yamashiro-cho, Tokushima, 770-8514 Japan.
  • Yokoyama S; Department of Microbiology, Faculty of Pharmaceutical Sciences, Tokushima Bunri University, Yamashiro-cho, Tokushima, 770-8514 Japan.
  • Takagishi T; Department of Microbiology, Faculty of Pharmaceutical Sciences, Tokushima Bunri University, Yamashiro-cho, Tokushima, 770-8514 Japan.
  • Miyamoto K; Department of Microbiology, Faculty of Pharmaceutical Sciences, Tokushima Bunri University, Yamashiro-cho, Tokushima, 770-8514 Japan.
  • Kobayashi K; Department of Microbiology, Faculty of Pharmaceutical Sciences, Tokushima Bunri University, Yamashiro-cho, Tokushima, 770-8514 Japan.
  • Nagahama M; Department of Microbiology, Faculty of Pharmaceutical Sciences, Tokushima Bunri University, Yamashiro-cho, Tokushima, 770-8514 Japan.
Commun Biol ; 2: 45, 2019.
Article de En | MEDLINE | ID: mdl-30729183
ABSTRACT
During bacterial infection, granulocyte colony-stimulating factor (G-CSF) is produced and accelerates neutrophil production from their progenitors. This process, termed granulopoiesis, strengthens host defense, but Clostridium perfringens α-toxin impairs granulopoiesis via an unknown mechanism. Here, we tested whether G-CSF accounts for the α-toxin-mediated impairment of granulopoiesis. We find that α-toxin dramatically accelerates G-CSF production from endothelial cells in response to Toll-like receptor 2 (TLR2) agonists through activation of the c-Jun N-terminal kinase (JNK) signaling pathway. Meanwhile, α-toxin inhibits G-CSF-mediated cell proliferation of Ly-6G+ neutrophils by inducing degradation of G-CSF receptor (G-CSFR). During sepsis, administration of α-toxin promotes lethality and tissue injury accompanied by accelerated production of inflammatory cytokines in a TLR4-dependent manner. Together, our results illustrate that α-toxin disturbs G-CSF-mediated granulopoiesis by reducing the expression of G-CSFR on neutrophils while augmenting septic shock due to excess inflammatory cytokine release, which provides a new mechanism to explain how pathogenic bacteria modulate the host immune system.
Sujet(s)
Toxines bactériennes/toxicité; Protéines de liaison au calcium/toxicité; Clostridium perfringens/pathogénicité; Gangrène gazeuse/génétique; Facteur de stimulation des colonies de granulocytes/génétique; Lipopolysaccharides/toxicité; Récepteur de facteur de croissance granulocytaire/génétique; Choc septique/génétique; Type C Phospholipases/toxicité; Animaux; Clostridium perfringens/génétique; Clostridium perfringens/immunologie; Cytokines/génétique; Cytokines/immunologie; Modèles animaux de maladie humaine; Femelle; Gangrène gazeuse/immunologie; Gangrène gazeuse/microbiologie; Gangrène gazeuse/mortalité; Régulation de l'expression des gènes; Facteur de stimulation des colonies de granulocytes/immunologie; Hématopoïèse/effets des médicaments et des substances chimiques; Hématopoïèse/génétique; Hématopoïèse/immunologie; Interactions hôte-pathogène/génétique; Interactions hôte-pathogène/immunologie; Humains; JNK Mitogen-Activated Protein Kinases/génétique; JNK Mitogen-Activated Protein Kinases/immunologie; Souris; Souris de lignée C3H; Souris de lignée C57BL; Granulocytes neutrophiles/effets des médicaments et des substances chimiques; Granulocytes neutrophiles/immunologie; Granulocytes neutrophiles/microbiologie; Récepteur de facteur de croissance granulocytaire/immunologie; Choc septique/immunologie; Choc septique/microbiologie; Choc septique/mortalité; Transduction du signal; Analyse de survie; Récepteur de type Toll-2/génétique; Récepteur de type Toll-2/immunologie; Récepteur de type Toll-4/génétique; Récepteur de type Toll-4/immunologie

Texte intégral: 1 Collection: 01-internacional Base de données: MEDLINE Sujet principal: Type C Phospholipases / Choc septique / Toxines bactériennes / Protéines de liaison au calcium / Lipopolysaccharides / Facteur de stimulation des colonies de granulocytes / Clostridium perfringens / Récepteur de facteur de croissance granulocytaire / Gangrène gazeuse Type d'étude: Prognostic_studies Langue: En Journal: Commun Biol Année: 2019 Type de document: Article

Texte intégral: 1 Collection: 01-internacional Base de données: MEDLINE Sujet principal: Type C Phospholipases / Choc septique / Toxines bactériennes / Protéines de liaison au calcium / Lipopolysaccharides / Facteur de stimulation des colonies de granulocytes / Clostridium perfringens / Récepteur de facteur de croissance granulocytaire / Gangrène gazeuse Type d'étude: Prognostic_studies Langue: En Journal: Commun Biol Année: 2019 Type de document: Article