CARATTERIZZAZIONE DEI MECCANISMI MOLECOLARI CHE CONTROLLANO L'ESPRESSIONE DI GENI INFIAMMATORI NEI MACROFAGI

Tight control of inflammatory gene expression by antagonistic environmental cues, namely immunostimulatory and immunomodulatory, ensures immune protection and avoid tissue damage. However, the molecular mechanisms regulating inflammatory gene expression by immunomodulatory signals remain largely uncharacterized. In this study, we dissected the genomic features of genes and cis-regulatory regions induced by lipopolysaccharide (LPS) and the impact of immunomodulatory signals on their activation in murine macrophages. We particularly focused on prostaglandin E2 (PGE2), an arachidonic derivative with a multitude and complex immunoregulatory activities, and found to counteract the activation of a set of LPS-inducible gene enhancers, including type I interferon (IFN I). Targeted gene enhancers display poorly permissive chromatin organization already in unstimulated macrophages and were marked by the transcription factor myocyte enhancer factor 2A (MEF2A). Loss of MEF2A phenocopied PGE2 treatment, namely impaired activation of inflammatory gene enhancers and abolished IFN I production upon exposure to multiple innate immune stimuli. Mechanistically, PGE2 interfered with LPS-induced activation of ERK5, a known interactor of MEF2. This study identifies a PGE2-MEF2A as relevant axis involved in the control of inflammatory gene expression and IFN I response in macrophages.

Stimoli ambientali con opposta funzione biologica, come ad esempio segnali immunostimolatori e immunomodulatori, regolano l’espressione di geni infiammatori per coordinare una risposta immunitaria protettiva e, allo stesso tempo, evitare danno tissutale. Nonostante la co-esistenza di tali stimoli in molti contesti, i meccanismi molecolari che regolano l’espressione di geni infiammatori da parte di stimoli immunomodulatori sono poco caratterizzati. In questo studio, le proprietà genomiche dei geni e degli elementi cis-regolatori attivati dal lipopolisaccaride (LPS), prototipo di stimolo infiammatorio, sono state valutate nel contesto di co-esposizione con rilevanti stimoli immunomodulatori in macrofagi murini. Lo studio si è particolarmente focalizzato sulla modalità di soppressione degli elementi cis-regolatori attivati da LPS da parte del derivato dell’acido arachidonico prostaglandina E2 (PGE2). PGE2 sopprime l’attivazione di un gruppo di enhancer e geni infiammatori, tra cui l’interferone di tipo I (IFN I). Gli enhancer soppressi da PGE2 sono poco accessibili basalmente (ovvero in macrofagi non stimolati) e contengono il sito di legame per i fattori trascrizionali della famiglia MEF2. La delezione del fattore trascrizionale MEF2A provoca effetti simili al trattamento con PGE2, ovvero soppressione di enhancer infiammatori e geni, tra cui IFN I, in seguito ad esposizione a diversi stimoli infiammatori. In particolare, PGE2 interferisce con l’attivazione di ERK5, noto interattore di MEF2, da parte di LPS. Questo studio identifica l’asse PGE2-MEF2A come rilevante nel controllo dell’espressione di geni infiammatori e IFN I nei macrofagi.