高分子量ヒアルロン酸による滑膜細胞におけるADAMTS4発現の抑制に関与するメカニズム

Aggrecanの劣化は、変形性関節症（OA）の進行において重要な役割を果たすと考えられています。アググラカナーゼは、トロンボスポンディンモチーフ（ADAMTS）ファミリーを備えたディスインテグリンおよびメタロプロテイナーゼのメンバーであり、OA軟骨のアグレカンを分解します。この研究の目的は、OAに使用される治療薬である高分子量ヒアルロン酸（HMW-HA）により、ヒト線維芽細胞様滑膜（HFLS）細胞におけるIL-1βによって誘導されるADAMTS4の発現メカニズムを明確にすることでした。HFLS細胞の単層培養をIL-1βおよびHMW-HAとインキュベートしました。いくつかの実験では、細胞をCD44機能遮断モノクローナル抗体またはIL-1βおよびHMW-HAの添加前にシグナル伝達経路の阻害剤で前処理しました。ADAMTS4 mRNAおよびタンパク質の発現は、リアルタイムRT-PCR、ウエスタンブロッティング、および免疫蛍光顕微鏡を使用して監視されました。IL-1β誘導ADAMTS4発現におけるHMW-HAの役割をさらに決定するために、p38マイトジェン活性化プロテインキナーゼ（MAPK）、細胞外シグナル調節キナーゼ（ERK）、C-Jun NH2末端キナーゼ（JNK）の活性化、Akt、およびNF-κBは、ウエスタンブロッティングによって分析されました。HMW-HAは、IL-1βによって誘導されるADAMTS4 mRNAおよびタンパク質発現を抑制しました。抗CD44モノクローナル抗体による前処理は、IL-1βによって誘導されるADAMTS4 mRNAの発現に対するHMW-HAの阻害効果を回復しました。ウエスタンブロッティング分析により、P38 MAPKおよびJNKタンパク質のIL-1β誘導リン酸化がHMW-HAによって減少したことが明らかになりました。さらに、化学阻害剤によるp38 MAPKおよびJNK経路の阻害は、IL-1βによって刺激されたADAMTS4 mRNA発現を抑制しました。これらの結果は、HMW-HAが滑膜組織炎症の調節因子として重要な役割を果たすことを示唆しています。

Aggrecan degradation is considered to play a key role in the progression of osteoarthritis (OA). Aggrecanases are members of a disintegrin and metalloproteinase with thrombospondin motifs (ADAMTS) family, and degrade aggrecan in OA cartilage. The aim of this study was to clarify the mechanisms of expression of ADAMTS4 induced by IL-1β in human fibroblast-like synoviocyte (HFLS) cells by high molecular weight hyaluronan (HMW-HA), a therapeutic agent used for OA. Monolayer cultures of HFLS cells were incubated with IL-1β and HMW-HA. In some experiments, cells were pretreated with the CD44 function-blocking monoclonal antibody or inhibitors of signaling pathways prior to addition of IL-1β and HMW-HA. The expressions of ADAMTS4 mRNA and protein were monitored using real-time RT-PCR, Western blotting, and immunofluorescence microscopy. To further determine the role of HMW-HA in IL-1β-induced ADAMTS4 expression, activation of p38 mitogen-activated protein kinase (MAPK), extracellular signal-regulated kinase (ERK), c-jun NH2-terminal kinase (JNK), Akt, and NF-κB were analyzed by Western blotting. HMW-HA suppressed ADAMTS4 mRNA and protein expressions induced by IL-1β. Pretreatment with the anti-CD44 monoclonal antibody recovered the inhibitory effect of HMW-HA on expression of ADAMTS4 mRNA induced by IL-1β. Western blotting analysis revealed that IL-1β-induced phosphorylation of p38 MAPK and JNK protein were diminished by HMW-HA. Furthermore, inhibition of the p38 MAPK and JNK pathways by chemical inhibitors suppressed ADAMTS4 mRNA expression stimulated by IL-1β. These results suggest that HMW-HA plays an important role as a regulatory factor in synovial tissue inflammation.