ヒト側頭顎関節の椎間板細胞のインターロイキン-1β刺激後のルミカンとフィブロモデュリンの発現

Expression of lumican and fibromodulin following interleukin-1 beta stimulation of disc cells of the human temporomandibular joint.

• N Kiga
• I Tojyo
• T Matsumoto
• Y Hiraishi
• Y Shinohara
• S Makino
• S Fujita

抄録

小型ロイシンリッチリピートプロテオグリカン（SLRP）は、顎関節（TMJ）円板の細胞外マトリックスに存在しています。クラス2のSLRPに分類されるルミカンとフィブロモデュリンは、顎関節の組み立て、増殖、炎症において重要な役割を果たしています。顎関節の椎間板の変性は、内部障害（Internal derangement: ID）の原因となります。本研究では、ヒト顎関節円板細胞を培養し、インターロイキン-1β（IL-1 β）刺激下でルミカンとフィブロモデュリンの発現を免疫組織化学的に調べ、両プロテオグリカンの遺伝子発現を調べた。顎関節円板をコラゲナーゼ処理することにより、関節円板細胞株を樹立した。次いで、この亜培養細胞を、正常およびIL-1 β(1 ng/mL)の両方の条件下で、1、3、6、12、24または48時間培養した。ルミカンおよびフィブロモデュリンの遺伝子発現を、逆転写ポリメラーゼ連鎖反応（RT-PCR）およびリアルタイムRT-PCRを用いて調べた。その結果、変形した椎間板ではルミカンとフィブロモジュリンの発現が有意に異なること、IL-1 βはIL-1 β非存在下で培養した細胞と比較して、24～48時間培養後にルミカンのmRNAは有意に増加するが、フィブロモジュリンのmRNAは増加しないことが明らかになった（P<0.05）。これらの結果から、ルミカンとフィブロモデュリンは異なる挙動を示し、IL-1βによる顎関節の変性・変形後の再生を促進する可能性があることが示唆された。

Small leucine-rich repeat proteoglycans (SLRP) are present in the extracellular matrix of the temporomandibular joint (TMJ) disc. Lumican and fibromodulin, classified as class 2 SLRPs, play important roles in TMJ assembly, proliferation and inflammation. Degenerative change in the TMJ disc gives rise to the process of internal derangement (ID). In this study, we immunohistochemically examined the expression of lumican and fibromodulin in nine human TMJ specimens and examined the gene expression of both proteoglycans in cultured human TMJ disc cells under interleukin-1 beta (IL-1 β)-stimulated conditions. An articular disc cell line was established by collagenase treatment of a TMJ disc. The subcultured cells were then incubated for 1, 3, 6, 12, 24 or 48 h under both normal and IL-1 β (1 ng/mL) conditions. The gene expression of lumican and fibromodulin was examined using the reverse transcription-polymerase chain reaction (RT-PCR) and real-time RT-PCR. We demonstrated that the expression of lumican significantly differs from that of fibromodulin in the deformed disc and that IL-1 β induces a significant increase in lumican mRNA, but not in fibromodulin mRNA, after 24∼48 h culture compared to cells cultured in the absence of IL-1 β (P<0.05). These results indicate that lumican and fibromodulin display different behaviors and that lumican may promote regeneration of the TMJ after degeneration and deformation induced by IL-1 β.