癌細胞由来のIL-8は、単球性THP1細胞にマイトジェン活性化プロテインキナーゼ経路を介してIL-8を分泌させる

Cancer cell-derived IL-8 induces monocytic THP1 cells to secrete IL-8 via the mitogen-activated protein kinase pathway.

• Yukina Nishio
• Takahiro Gojoubori
• Yasuhide Kaneko
• Noriyoshi Shimizu
• Masatake Asano

抄録

口腔扁平上皮癌（OSCC）では、転写因子の異常な活性化により、様々なサイトカインやケモカインが自然に分泌される。その中でもIL-8は血管新生作用を有しており、OSCCの増殖を促進すると考えられている。本研究では、OSCCから分泌されるIL-8が単球性THP1細胞の血管新生活性に及ぼす影響を調べた。培養上清（Ca-sup）はTHP1細胞のIL-8分泌を増加させたが、Ca-supからCa9-22由来のIL-8を除去すると有意に減少することがわかった。リアルタイムPCRでIL-8 メッセンジャーRNA（mRNA）の発現が確認されたことから、IL-8の誘導は転写レベルで制御されていることが明らかになった。さらに、IL-8遺伝子の5'-非翻訳領域を用いてルシフェラーゼアッセイを行ったところ、IL-8の発現は転写レベルで制御されていることがわかった。その結果、ルシフェラーゼ活性はCa-sup刺激によっても増強されなかった。さらに、NF-κB 非依存性の IL-8 誘導は、THP1 細胞を NF-κB 阻害剤で前処理することで確認された。シグナル伝達経路を解明するために、THP1をMEK阻害剤で前処理した。その結果、MEK阻害剤を前処理することでIL-8レベルが劇的に低下し、MEKの役割が示唆された。さらに、Ca-supはERK1/2のリン酸化を時間依存的に増加させることが明らかになった。以上の結果から、OSCC由来のIL-8は、マイトジェン活性化プロテインキナーゼ（MAPK）経路を介して、腫瘍微小環境内の単球の血管新生活動を活性化していることが示唆された。

Aberrant activity of transcription factors in oral squamous cell carcinoma (OSCC) results in the spontaneous secretion of various cytokines and chemokines. Among them, IL-8, owing to its angiogenic activity, promotes the growth of OSCCs. In the present study, we examined the role of IL-8 secreted by OSCCs, on the angiogenic activity of monocytic THP1 cells. Culture supernatant (Ca-sup) augmented IL-8 secretion by THP1 cells, which was found to be significantly reduced following the removal Ca9-22-derived IL-8 from the Ca-sup. IL-8 induction was regulated at the transcriptional level, because real-time PCR demonstrated the augmented IL-8 messenger RNA (mRNA) expression. We further performed the luciferase assay using the 5'-untranslated region of IL-8 gene. Contradictory to our speculations, luciferase activity was not augmented by Ca-sup stimulation. NF-κB-independent IL-8 induction was further confirmed by pre-treating THP1 cells with NF-κB-specific inhibitors. To elucidate the signaling pathway, THP1 was pre-treated with MEK inhibitors. The results demonstrated that pre-treatment of cells with MEK inhibitor drastically reduced IL-8 levels, suggesting the role of MEK. Moreover, Ca-sup was found to increase ERK1/2 phosphorylation in a time-dependent manner. These results indicated that OSCC-derived IL-8 appears to activate angiogenic activity in monocytes within the tumor microenvironment via the mitogen-activated protein kinase (MAPK) pathway.