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肺組織におけるパターン認識受容体の発現動態とその遺伝子変異 -パターン認識受容体の作用機構と生体防御-

肺组织中模式识别受体的表达动态及其遗传变异 - 模式识别受体的作用机制和生物防御 -

基本信息

批准号：
13770115
负责人：
石井裕子
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Juntendo University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2002
项目状态：
已结题

项目摘要

肺組織における初期生体防御機構である自然免疫は、主として肺胞マクロファージ(Mφ)や上皮細胞により担われている。これらの細胞には、病原微生物の認識・結合に関与するToll-like受容体(TLR)・CD14など、種々のパターン認識受容体が発現している。しかしながら、病原体の感染にともなう各受容体の発現動態の変化、ならびに、その相互作用についての知見はほとんど得られていない。そこで本研究では、パターン認識受容体の作用機構と生体防御に対する役割を解明するため、肺組織をモデルとして、肺胞Mφや上皮細胞におけるパターン認識受容体の作用機構と、自然免疫に対する役割を解明することを目的とし、肺上皮細胞株A549および単球/Mφ系細胞株U937,M0NO-MAC-6(MM6)を用いて検討を加えた。まず、単球/Mφ系細胞および肺上皮細胞のLPS応答能について、炎症性サイトカインIL-1β,TNF-α産生および殺菌ペプチドβ-defensin(hBD-2)の発現誘導で検討した。単球/Mφ系細胞のU937およびMM6では大腸菌LPS刺激に応答して、IL-1β,TNF-αの産生、hBD-2の発現が誘導された。一方、A649肺上皮細胞単独ではLPS刺激に全く応答しなかったが、単球/Mφ系細胞との共培養によりLPS刺激でhBD-2の発現が誘導された。また、LPS刺激した単球/Mφ系細胞の培養上清によってもhBD-2の発現が誘導された。そこで単球/Mφ系細胞から産生されるIL-1β,TNF-αで肺上皮細胞を刺激したところ、hBD-2の発現が誘導された。そして、IL-1βはTNF-αよりもhBD-2プロモーターの転写活性化能が高いこと、また両サイトカインによるプロモーター活性化には、転写開始点上流-200のNFκB配列へNFκBp65-p50ヘテロダイマーの結合が必須であった。さらに、パターン認識受容体CD14,TLR2,TLR4の発現についてRT-PCRおよび,Flow cytometryで解析したところ、単球/Mφ系細胞はこれら受容体を全て発現していた。一方、肺上皮細胞ではTLR2およびTLR4はmRNA・蛋白共に発現が認められなかったが、CD14はmRNA・蛋白共に発現しており、LPS結合能も保持していた。また、肺上皮細胞はIL-1βおよびTNF-αのシグナル伝達に必要なI型IL-1受容体(IL-1RI)とI型TNF受容体(TNFRI)を共に強く発現していた。以上の結果より、肺上皮細胞はLPSの認識・結合を担うCD14分子を発現しているが、LPSシグナル伝達を担うTLR4分子を欠くためLPSに応答しないこと、しかしながら、LPS感受性の単球/Mφから産生されたIL-1βやTNF-αなどのサイトカインにより活性化され、NFκB経路を介して殺菌ペプチドhBD-2の発現が誘導されることが示唆された。

The lung tissue is the primary biological defense mechanism, and the host cells are the primary epithelial cells. The expression of Toll-like receptors (TLR), CD14, and CD14 in the cell, the recognition of pathogenic microorganisms, and the identification of TLR. The development dynamics of pathogens and their interactions are changing. This study aimed to understand the mechanisms of receptor function, biological defense, lung tissue, lung epithelial cells, lung epithelial cell line A549 and lung/M epithelial cell line U937,M0NO-MAC-6(MM6). LPS response in human lung epithelial cells and lymphocytes, inflammatory cytokines IL-1β,TNF-α production, and development of vitamin D β-defensin(hBD-2) were investigated. U937 and MM6 cells were induced to respond to LPS stimulation, IL-1β,TNF-α production, and hBD-2 production. The expression of hBD-2 was induced by LPS stimulation in lung epithelial cells alone and in co-culture of lung epithelial cells/MCs. The expression of hBD-2 was induced by LPS stimulation in culture supernatant of cultured cells. IL-1β,TNF-α and hBD-2 production in lung epithelial cells were induced by stimulation of lung epithelial cells. TNF-1β is activated at high levels, and NF-κB is activated at high levels. The receptor CD14, TLR2 and TLR4 were identified by RT-PCR and flow cytometry. The receptor CD14, TLR2 and TLR4 were identified by Flow cytometry. TLR2 and TLR4 mRNA and protein co-expression in lung epithelial cells, CD14 mRNA and protein co-expression in lung epithelial cells, LPS binding activity in lung epithelial cells In addition, lung epithelial cells strongly express IL-1β and TNF-α receptors, which are essential for the expression of IL-1 receptor (IL-1RI) and TNF receptor (TNFRI). The above results indicate that LPS recognition and binding in lung epithelial cells is associated with the development of CD14, LPS expression, TLR4, LPS response, activation of IL-1β, TNF-α, NF-κB pathway, and induction of hBD-2.