Toll-like receptor stimulation differentially regulates vasoactive intestinal peptide type 2 receptor in macrophages

Abstract

Vasoactive intestinal peptide (VIP) was originally isolated as a vasodilator intestinal peptide, then as a neuropeptide. In the immune system, VIP is described as an endogenous macrophage-deactivating factor. VIP exerts its immunological actions in a paracrine and/or autocrine manner, through specific receptors. However, very little is known about the molecular regulation of VIP type 2 receptor (VPAC(2)) in the immune system. We now report that different toll-like receptor (TLR) ligands selectively regulate the VPAC(2) receptor gene and show a gene repression system controlled by key protein kinase signalling cascades in macrophages. VPAC(2) gene expression is regulated by gram-positive (TLR2 ligands) and gram-negative bacteria wall constituents (TLR4 ligands). Moreover, VPAC(2) is tightly regulated: TLR2- or TLR2/6- but not TLR2/1-mediated mechanisms are responsible for the induction of VPAC(2). TLR stimulation by viral or bacterial nucleic acids did not modify the VPAC(2) mRNA levels. Remarkably, imiquimod--a synthetic TLR7 ligand--led to a potent up-regulation of VPAC(2) gene expression. TLR5 stimulation by flagellin present in gram-positive and gram-negative bacteria did not affect VPAC(2) mRNA. The p38 mitogen-activated protein kinase (MAPK) activity accounted for the TLR4-mediated induction of VPAC(2) gene expression. Surprisingly, our data strongly suggest for the first time a tightly repressed control of VPAC(2) mRNA induction by elements downstream of MAPK kinase 1/2, PI3K/Akt, and particularly Jun-NH(2)-terminal kinase signalling pathways.

El péptido intestinal vasoactivo (VIP) fue aislado originalmente como un péptido intestinal vasodilatador y posteriormente como un neuropéptido. En el sistema inmunitario, el VIP se describe como un factor endógeno desactivador de macrófagos. El VIP ejerce sus acciones inmunológicas de forma paracrina y/o autocrina, a través de receptores específicos. Sin embargo, se conoce muy poco sobre la regulación molecular del receptor tipo 2 de VIP (VPAC2) en el sistema inmunitario.

Ahora informamos de que distintos ligandos de receptores tipo Toll (TLR) regulan selectivamente el gen del receptor VPAC2 y muestran un sistema de represión génica controlado por cascadas clave de señalización de proteínas quinasas en macrófagos. La expresión del gen VPAC2 está regulada por componentes de la pared bacteriana de bacterias grampositivas (ligandos de TLR2) y gramnegativas (ligandos de TLR4). Además, VPAC2 está estrechamente regulado: los mecanismos mediados por TLR2 o TLR2/6, pero no por TLR2/1, son responsables de la inducción de VPAC2.

La estimulación de TLR por ácidos nucleicos virales o bacterianos no modificó los niveles de ARNm de VPAC2. De forma destacable, el imiquimod —un ligando sintético de TLR7— produjo una potente sobreexpresión del gen VPAC2. La estimulación de TLR5 mediante flagelina presente en bacterias grampositivas y gramnegativas no afectó el ARNm de VPAC2.

La actividad de la proteína quinasa activada por mitógenos p38 (MAPK) fue responsable de la inducción de la expresión génica de VPAC2 mediada por TLR4. Sorprendentemente, nuestros datos sugieren por primera vez un control fuertemente reprimido de la inducción del ARNm de VPAC2 por elementos situados aguas abajo de las vías de señalización de MAPK quinasa 1/2, PI3K/Akt y, especialmente, de la quinasa N-terminal de Jun (JNK).