関節リウマチにおけるインターロイキン18の発現とそのモノカイン指向性機能

Expression of interleukin-18 and its monokine-directed function in rheumatoid arthritis.

抄録

目的:

関節リウマチ（RA）患者の末梢血単核球（PBMC）および培養滑膜細胞におけるインターロイキン18（IL-18；インターフェロン-γ誘導因子、IGIFとも呼ばれる）の発現とモノカイン誘導を調べること。

OBJECTIVES: To investigate the expression of and monokine induction by interleukin 18 (IL-18; also called interferon-gamma inducing factor, IGIF), in peripheral blood mononuclear cells (PBMC) and cultured synoviocytes from rheumatoid arthritis (RA) patients.

方法:

末梢血単核球（PBMC）［IL-18、IL-1β、腫瘍壊死因子α（TNF-α）］および長期培養線維芽細胞様滑膜細胞（FLS）［IL-18、IL-1β、TNF-α］におけるサイトカインのIL-18ウェスタンブロッティングおよび半定量的逆転写ポリメラーゼ連鎖反応（RT-PCR）を行った、IL-1β、TNF-α、IL-6、インターフェロンガンマ（INF-γ）、顆粒球マクロファージコロニー刺激因子（GM-CSF）］をRA患者およびコントロールから得た。FLSは、RA滑膜（FLS(SM)）とRA滑液（FLS(SF)）、変形性関節症（OA）のFLS(SM)、脊椎関節症患者のFLS(SF)から分離した。FLSは、FLSの蛍光活性化セルソーティングによって特徴づけられた。RA患者およびコントロール被験者のPBMCおよびFLSを遺伝子組換えヒトIL-18およびIL-1β（rHuIL-18/rHuIL-1β）で刺激し、上清中のTNF-α、IL-1βおよびMMP-1をELISA法で測定した。

METHODS: We carried out IL-18 Western blotting and semi-quantitative reverse transcription-polymerase chain reaction (RT-PCR) of cytokines in PBMC [IL-18, IL-1beta and tumour necrosis factor alpha (TNF-alpha)] and long-term cultured fibroblast-like synoviocytes (FLS) [IL-18, IL-1beta, TNF-alpha, IL-6, interferon gamma (INF-gamma) and [granulocyte-macrophage colony stimulating factor (GM-CSF)] from RA patients and controls. FLS were isolated from RA synovial membranes (FLS(SM)) and RA synovial fluids (FLS(SF)), osteoarthritis (OA) FLS(SM) and FLS(SF) from spondyloarthropathy patients. FLS were characterized by fluorescence-activated cell sorting of the FLS. PBMC and FLS from RA patients and control subjects were stimulated with recombinant human IL-18 and IL-1beta (rHuIL-18/rHuIL-1beta), and TNF-alpha, IL-1beta and MMP-1 were measured by ELISA in supernatants.

結果:

RA PBMCでは、IL-18 mRNAの恒常的発現が有意に低下したのに対し、TNF-αの発現は亢進した。IL-18、TNF-α、GM-CSFおよびIL-1βの持続的な低発現は、脊椎関節症FLS(SF)だけでなく、RAおよびOA FLS(SM)でも観察された。一方、FLS（CD90/Thy-1およびCD54陽性、CD14およびCD86陰性）におけるIL-18の高い構成的発現は、TNF-α、GM-CSFおよびIL-1βの持続的な高発現を伴い、RA患者から得られた滑液由来FLSに限られていた。IFN-γはどの培養液でも検出されなかったが、IL-6のmRNAはすべてのFLS培養液で等しく発現していた。rHu-IL-18は健常対照のPBMCのTNF-αとIL-1βの分泌を刺激するのに有効であったが、12人のRA患者のうち11人のPBMC、およびすべてのFLS培養液のTNF-αとIL-1βの分泌を刺激できなかった。rHu-IL-18ではなくrHu-IL-1βはFLSの間質コラゲナーゼ（MMP-1）を誘導した。

RESULTS: Constitutive expression of IL-18 mRNA was significantly reduced whereas that of TNF-alpha was enhanced in RA PBMC. Persistent low expression of IL-18, TNF-alpha, GM-CSF and IL-1beta was observed in RA and OA FLS(SM) as well as spondyloarthropathy FLS(SF). In contrast, high constitutive expression of IL-18 in FLS (CD90/Thy-1- and CD54-positive, CD14- and CD86-negative), accompanied by persistent high levels of TNF-alpha, GM-CSF and IL-1beta expression, was restricted to synovial fluid-derived FLS obtained from RA patients. IFN-gamma was not detectable in any culture, but IL-6 mRNA was equally expressed in all FLS cultures. rHuIL-18 was effective in stimulating TNF-alpha and IL-1beta secretion in PBMC from healthy controls, but failed to stimulate TNF-alpha and IL-1beta secretion from PBMC in 11 of 12 RA patients, and all FLS cultures. rHu-IL-1beta, but not rHu-IL-18, induced interstitial collagenase (MMP-1) in FLS.

結論:

RA-FLS(SF)における炎症性サイトカインの持続的高産生は、RA滑膜炎の慢性的進行に関連している可能性がある。TNF-αおよびIL-1βの発現レベルはRA-FLS(SF)で上昇するが、IL-18とは無関係である。RA-FLS(SF)におけるIL-18発現亢進の病理学的機能については、今後さらに解明される予定である。

CONCLUSIONS: Persistent high production of proinflammatory cytokines in RA-FLS(SF) may be relevant for chronic progression in RA synovitis. Levels of TNF-alpha and IL-1beta expression are increased in RA-FLS(SF), but are independent of IL-18. The pathological function of enhanced IL-18 expression in RA-FLS(SF) remains to be further elucidated.