結膜線維芽細胞からのアラームインは角膜線維芽細胞のマトリックスメタロプロテアーゼをアップレギュレートする

Alarmins from conjunctival fibroblasts up-regulate matrix metalloproteinases in corneal fibroblasts.

• Lin Chen
• Ye Liu
• Xiao-Shuo Zheng
• Hui Zheng
• Ping-Ping Liu
• Xiu-Xia Yang
• Yang Liu

抄録

AIM:

ヒト角膜線維芽細胞（HCF）によるマトリックスメタロプロテアーゼ（MMP）の放出に対するヒト結膜線維芽細胞が産生するアラーミンの効果を検討した。

AIM: To explore the effects of alarmins produced by necrotic human conjunctival fibroblasts on the release of matrix metalloproteinases (MMPs) by human corneal fibroblasts (HCFs).

方法:

ヒト結膜線維芽細胞を３サイクルの凍結融解に供することにより、壊死細胞上清（NHCS）を調製した。NHCS中のインターロイキン(IL)-1βと腫瘍壊死因子(TNF)-αの量は、酵素免疫吸着法により決定した。NHCSまたは培養中の他の薬剤に曝露したHCFは、免疫ブロット分析によりMMPの放出と細胞内シグナル伝達を測定した。HCFsにおけるMMP mRNAの豊富さは、逆転写およびリアルタイムポリメラーゼ連鎖反応解析によって調べた。

METHODS: A necrotic cell supernatant (NHCS) was prepared by subjecting human conjunctival fibroblasts to three cycles of freezing and thawing. The amounts of interleukin (IL)-1β and tumor necrosis factor (TNF)-α in NHCS were determined by enzyme-linked immunosorbent assays. HCFs exposed to NHCS or other agents in culture were assayed for the release of MMPs as well as for intracellular signaling by immunoblot analysis. The abundance of MMP mRNAs in HCFs was examined by reverse transcription and real-time polymerase chain reaction analysis.

結果:

NHCSは、細胞内のMMP-1とMMP-3の放出と対応するmRNAの量を増加させた。また、NHCS は細胞外シグナル調節キナーゼ（ERK）、p38、c-Jun NH 末端キナーゼ（JNK）を介したマイトジェン活性化プロテインキナーゼ（MAPK）シグナル伝達経路の活性化を誘導するとともに、内因性 NF-κB 阻害剤 IκB-αのリン酸化を促進することで、核内因子（NF）κB シグナル伝達経路の活性化を誘導した。MAPKおよびNF-κBシグナル伝達の阻害剤、ならびにIL-1およびTNF-α受容体アンタゴニストは、HCFsによるNHCS誘発性MMP-1およびMMP-3の放出を減衰させた。さらに、IL-1βとTNF-αはNHCSで検出され、これらのサイトカインでHCFを処理すると、濃度依存的にMMP-1とMMP-3の放出が誘導された。

RESULTS: NHCS increased the release of MMP-1 and MMP-3 by HCFs as well as the amounts of the corresponding mRNAs in the cells. NHCS also induced activation of mitogen-activated protein kinase (MAPK) signaling pathways mediated by extracellular signal-regulated kinase (ERK), p38, and c-Jun NH-terminal kinase (JNK) as well as elicited that of the nuclear factor (NF)-κB signaling pathway by promoting phosphorylation of the endogenous NF-κB inhibitor IκB-α. Inhibitors of MAPK and NF-κB signaling as well as IL-1 and TNF-α receptor antagonists attenuated the NHCS-induced release of MMP-1 and MMP-3 by HCFs. Furthermore, IL-1β and TNF-α were both detected in NHCS, and treatment of HCFs with these cytokines induced the release of MMP-1 and MMP-3 in a concentration-dependent manner.

結論:

壊死したヒト結膜線維芽細胞から産生されたIL-1βやTNF-αを含むアラーミンは、MAPKやNF-κBシグナルの活性化を介してHCFにおいてMMPの放出を誘発しました。したがって、IL-1βとTNF-αは、重度の眼熱傷における角膜間質分解の改善のための治療標的となる可能性がある。

CONCLUSION: Alarmins, including IL-1β and TNF-α, produced by necrotic human conjunctival fibroblasts triggered MMP release in HCFs through activation of MAPK and NF-κB signaling. IL-1β and TNF-α are therefore potential therapeutic targets for the amelioration of corneal stromal degradation in severe ocular burns.

International Journal of Ophthalmology Press.