ナイルティラピア(Oreochromis niloticus)におけるIL-6受容体(IL-6R)と糖タンパク質130(gp130)の分子・機能解析

Molecular and functional characterization of IL-6 receptor (IL-6R) and glycoprotein 130 (gp130) in Nile tilapia (Oreochromis niloticus).

• Enxu Zhou
• Fangfang Yan
• Bingxi Li
• Meng Chen
• Xiao Tu
• Siwei Wu
• Hairong Wu
• Xiufang Wei
• Shengli Fu
• Liting Wu
• Zheng Guo
• Jianmin Ye

抄録

インターロイキン6（IL-6）は、リガンド特異的なIL-6受容体（IL-6R）と共通のシグナル伝達受容体（gp130）からなる受容体系との相互作用により生物学的機能を発揮する多能性サイトカインであり、本研究では、ナイルティラピア（Oreochromis niloticus）のOnIL-6RとOngp130の遺伝子を同定した。本研究では、ナイルティラピア（Oreochromis niloticus）由来のOnIL-6RとOngp130遺伝子を同定し、細菌・ウイルス感染やIL-6に関与する炎症反応の制御に果たす役割を調べた。OnIL-6RとOngp130のオープンリーディングフレーム（ORF）は、それぞれ2019 bpと2679 bpであり、672と892のアミノ酸をコードしている。OnIL-6RとOngp130のアミノ酸配列をドメイン解析したところ、両者ともに保存されたIg様ドメイン、FNIIIドメイン、WSXWSモチーフを含んでいることが明らかになった。OnIL-6RおよびOngp130の転写物は、検査したすべての組織で広く発現していた。また、Streptococcus agalactia, Poly I:C, lipopolysaccharide (LPS)を用いたin vivoでの実験では、肝臓、腎臓、脾臓でOnIL-6RとOngp130のmRNAが顕著に発現していた。また、ナイルティラピアの単球/マクロファージ及びリンパ球においても、S. agalactiae, Poly I: C及びLPSによるin vitro刺激後にOnIL-6R及びOngp130の転写アップレギュレーションが検出された。また、組換え可溶性OnIL-6Rをリンパ球に投与することにより、炎症関連サイトカイン（IL-1β、TNF-α、IL-6、IL-10、MIF）のmRNAレベルの上昇が確認された。さらに、組換え可溶性Ongp130は、(r)OnIL-6および(r)sOnIL-6Rとの共刺激により、リンパ球におけるこれらのサイトカインの発現誘導を抑制した。以上の結果から、ナイルティラピアの細菌・ウイルス感染に対する抵抗性には、OnIL-6RとOngp130が関与している可能性が示唆された。さらに、可溶性のOnIL-6Rと可溶性のOngp130は、OnIL-6に関与する炎症反応にアゴニスティック効果またはアンタゴニスティック効果を有することが示唆された。

Interleukin 6 (IL-6) is a pleiotropic cytokine that exerts its biological functions through interaction with its receptor system consisting of a ligand-specific IL-6 receptor (IL-6R) and a common signal-transducing receptor (gp130). In this study, OnIL-6R and Ongp130 genes from Nile tilapia (Oreochromis niloticus) were identified, and their roles in bacterial or viral infection and in regulation of inflammatory response involved in IL-6 were investigated. The open reading frames (ORFs) of OnIL-6R and Ongp130 are 2019 bp and 2679 bp, encoding 672 and 892 amino acids, respectively. Domain analysis of the deduced amino acid sequences of OnIL-6R and Ongp130 showed that both of them contained a conserved Ig-like domain, FNIII domains, and a WSXWS motif. The transcripts of OnIL-6R and Ongp130 were widely expressed in all examined tissues. Following in vivo challenges with Streptococcus agalactia, Poly I: C and lipopolysaccharide (LPS), the mRNAs of OnIL-6R and Ongp130 were notably induced in liver, head kidney and spleen. The transcriptional up-regulations of OnIL-6R and Ongp130 were also detected in Nile tilapia monocytes/macrophages and lymphocytes after in vitro stimulations with S. agalactiae, Poly I: C and LPS. Besides, increasing mRNA levels of the inflammation-related cytokines (IL-1β, TNF-α, IL-6, IL-10, and MIF) induced by recombinant OnIL-6 could be further enhanced by co-treatment with recombinant soluble OnIL-6R in lymphocytes. Furthermore, recombinant soluble Ongp130 suppressed the induction of expression of these cytokines in lymphocytes when co-stimulated with (r)OnIL-6 and (r)sOnIL-6R. Taken together, these results indicated that OnIL-6R and Ongp130 were likely involved in the resistance to bacterial or viral infection in Nile tilapia. Moreover, soluble OnIL-6R and soluble Ongp130 have an agonistic effect or antagonistic effect in the inflammation response involved in OnIL-6.

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