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キサンタンガムは、Pin1/NF-κBシグナル伝達経路を介してIL-1βから顎関節軟骨細胞を保護します。
Xanthan gum protects temporomandibular chondrocytes from IL‑1β through Pin1/NF‑κB signaling pathway.
PMID: 32626995 DOI: 10.3892/mmr.2020.11233.
抄録
顎関節症（TMD）は、炎症と軟骨破壊に関連した複雑で多因子性の疾患です。キサンタンガムの関節内注射は、関節軟骨を保護し、変形性関節症の進行を抑制することが実証されています。しかし、顎関節症におけるキサンタンガムの役割やメカニズムはまだ明らかにされていません。本研究では、ラットから軟骨細胞を単離し、免疫蛍光により同定した。細胞はXGまたはインターロイキン"Zs_A0"(IL)-1βで刺激した。細胞生存率をMTTアッセイにより分析した。腫瘍壊死因子α（ＴＮＦ-α）およびＩＬ-６レベルをＥＬＩＳＡ法により決定した。単球化学吸引性タンパク質-1（MCP-1）、誘導性一酸化窒素合成酵素（iNOS）、コラゲン、マトリックスメタロプロテアーゼ（MMPs）、ペプチジルプロリルイソメラーゼ"Zs_A0"1 (Pin1) およびリン酸化核因子"Zs_A0"κB"Zs_A0"(NF-κB) p65 (p-p65) を定量的 PCR またはウェスタンブロッティングで解析しました。MMP活性はゼラチンザイモグラフィーにより評価した。コントロールと比較して、XG処理はIL-1βによる細胞生存率の低下を部分的に逆転させた。また、IL-1β刺激はTNF-α、IL-6分泌、MCP-1、iNOS発現などの炎症性サイトカインの発現を増加させたが、XG処理はIL-1β刺激細胞と比較してこれらの炎症性サイトカインの発現を減少させた。さらに、XGはコラーゲンの発現を増加させたが、IL-1β"Zs_A0"群と比較してMMPの発現と活性を低下させた。さらに、XG処理は、IL-1βによるPin1およびp-p65の発現増加を抑制した。これらのデータから、XGは炎症性サイトカインの発現を低下させ、IL-1β刺激を受けた顎関節軟骨細胞において、Pin1/NF-κBシグナル伝達経路を介して部分的にコラゲンとMMPのバランスを維持している可能性が示唆された。したがって、XGは顎関節症の治療に有用である可能性がある。
Temporomandibular disorder (TMD) is a complicated and multi‑factorial disease related to inflammation and cartilage destruction. Intra‑articular injection of xanthan gum (XG) has been demonstrated to protect the joint cartilage and reduce osteoarthritis progression. However, the role and mechanism of XG in TMD is still unclear. In the present study, chondrocytes were isolated from rats and identified by immunofluorescence. Cells were stimulated by XG or interleukin (IL)‑1β. Cell viability was analyzed by MTT assay. Tumor necrosis factor α (TNF‑α) and IL‑6 levels were determined by ELISA. The expression of monocyte chemoattractive protein‑1 (MCP‑1), inducible nitric oxide synthase (iNOS), collagens, matrix metalloproteinases (MMPs), peptidyl‑prolyl isomerase 1 (Pin1) and phosphorylated nuclear factor κB (NF‑κB) p65 (p‑p65) was analyzed by quantitative PCR or western blotting. MMP activity was assessed by gelatin zymography. Compared with the control, XG treatment partially reversed the IL‑1β‑reduced cell viability. In addition, IL‑1β stimulation increased inflammatory cytokine expression, including TNF‑α, IL‑6 secretion, MCP‑1 and iNOS expression, whereas XG treatment reduced the expression of these inflammatory cytokines compared with that of the IL‑1β‑stimulated cells. Additionally, XG increased the expression of collagen, but reduced MMP expression and activity as compared with that in the IL‑1β group. In addition, XG treatment prevented the IL‑1β‑increased Pin1 and p‑p65 expression. These data suggested that XG reduced the expression of inflammatory cytokines and may maintain the balance between collagens and MMPs partially through the Pin1/NF‑κB signaling pathway in IL‑1β‑stimulated temporomandibular chondrocytes. Therefore, XG may be useful in the treatment of TMD.