機能的なToll様受容体4リポ多糖の反応性を付与する甲状腺細胞で発現する

グラム陰性菌の細胞壁に見られるグリコ脂質であるリポ多糖（LPS）は、異なる細胞タイプに多面的な生物学的効果を発揮します。LPSは、主にToll様受容体（TLR）4/MD2/分化のクラスター14複合体（CD14）によって認識されます。以前、LPSは、チログロブリン遺伝子発現のアップレギュレーションを含む甲状腺細胞に直接的な作用を生成することを実証しました。この研究は、甲状腺機能に対するLPSの効果をさらに研究し、甲状腺細胞によってLPSが認識されるメカニズムを解明することを目的としています。甲状腺細胞におけるTLR4、MD2、およびCD14の転写産物とタンパク質の発現を検出し、これらのタンパク質が原形質膜に局在していることがあります。ヨウ化ナトリウムシンパー剤（NIS）は、甲状腺ホルモン形成の最初のステップであるヨウ化物の取り込みに関与するトランスポーターです。LPSは、TSH誘発ヨウ化ヨウ素摂取とNISタンパク質発現を増加させることを実証しました。LPSアゴニスト脂質AはLPS効果を再現しましたが、LPS拮抗薬であるポリミキシンBはそれを廃止しました。抗TLR4ブロッキング抗体とTLR4ドミナントネガティブ形式の一時的な発現を使用することにより、LPS作用におけるTLR4の関与を証明しました。漁師ラット甲状腺細胞株-5（FRTL-5）細胞を発現するTLR4の濃縮により、TLR4が甲状腺細胞に対するLPS応答性を付与することが確認されました。結論として、LPS受容体複合体のすべての成分が甲状腺細胞で発現していることを初めて明らかにしました。げっ歯類の甲状腺機能に対するLPSの効果がTLR4誘導シグナル伝達を含むという証拠が得られました。甲状腺細胞がLPSを認識して応答できるという事実は、甲状腺機能の潜在的な修飾子としてのエンドトキシンの役割をサポートしています。

Lipopolysaccharide (LPS), a glycolipid found in the cell wall of Gram-negative bacteria, exerts pleiotropic biological effects in different cell types. LPS is mainly recognized by the Toll-like receptor (TLR) 4/MD2/Cluster of differentiation 14 complex (CD14). We previously demonstrated that LPS produced a direct action on thyroid cells, including up-regulation of thyroglobulin gene expression. This work aimed to study further the effect of LPS on thyroid function and to elucidate the mechanism by which LPS is recognized by the thyroid cell. We could detect the transcript and protein expression of TLR4, MD2, and CD14 in thyroid cells, and that these proteins are localized at the plasma membrane. The sodium iodide symporter (NIS) is the transporter involved in the iodide uptake, the first step in thyroid hormonogenesis. We demonstrated that LPS increases the TSH-induced iodide uptake and NIS protein expression. The LPS agonist lipid A reproduced LPS effect, whereas the LPS antagonist, polymyxin B, abrogated it. By the use of anti-TLR4 blocking antibodies and the transient expression of TLR4 dominant-negative forms, we evidenced the involvement of TLR4 in the LPS action. The enrichment of TLR4 expressing Fisher rat thyroid cell line-5 (FRTL-5) cells confirmed that TLR4 confers LPS responsiveness to thyroid cells. In conclusion, we revealed for the first time that all the components of the LPS receptor complex are expressed in thyroid cells. Evidence that the effects of LPS on rodent thyroid function involve TLR4-induced signaling was obtained. The fact that thyroid cells are able to recognize and respond to LPS supports a role of the endotoxin as a potential modifier of thyroid function.