CXCL8およびCCL20は、ヒト原発性骨芽細胞によるサイトカイン産生の調節を介して骨形成形成を促進します

一般化された骨粗鬆症は、おそらく骨芽細胞および骨芽細胞の形成と活性に影響を与える循環炎症因子のために、炎症性疾患の患者でよく見られます。炎症因子の血清レベルCXCL8およびCCL20は関節リウマチで上昇していますが、これらの因子が骨代謝に影響するかどうかは不明です。CXCL8とCCL20は骨芽細胞の増殖と分化を減少させ、骨芽細胞を介した骨砕石形成と活性を高めると仮定しました。ヒトの原発性骨芽細胞を、CXCL8（2-200 pg/ml）またはCCL20（5-500 pg/mL）を14日間培養しました。マトリックスタンパク質とサイトカインの骨芽細胞の増殖と遺伝子発現が分析されました。破骨細胞前駆体は、CXCL8（200 pg/ml）およびCCL20（500 pg/mL）で培養し、CXCL8およびCCL20で処理されたIL-6阻害剤を伴うまたは伴わないCCL20で処理した骨芽細胞から条件付けされた培地（cm）を培養しました。3週間後、破骨細胞の形成と活動が決定されました。CXCL8（200 pg/ml）およびCCL20（500 pg/ml）は、骨芽細胞によるKI67（2.5-2.7倍）、ALP（1.6-1.7倍）、およびIL-6タンパク質産生（1.3-1.6倍）のmRNA発現を強化しました。CXCL8-CMは、3〜5個の核（1.7倍）、および5個以上の核（3倍）で破骨細胞の数を強化しました。CCL20-CMは、3-5核（1.3倍）、および5核（2.8倍）で破骨細胞の数を増やしました。IL-6阻害は、破骨細胞の形成に対するCXCL8-CMとCCL20-CMの刺激効果を減少させました。結論として、CXCL8とCCL20は、マトリックスタンパク質の骨芽細胞の増殖または遺伝子発現を減少させませんでした。CXCL8とCCL20は、破骨形成形成に直接影響しませんでした。しかし、CXCL8およびCCL20は、一部はIL-6産生を介して骨芽細胞を介した骨砕屑形成を促進し、CXCL8とCCL20が骨細胞のコミュニケーションに影響を与えることにより、関節リウマチの骨粗鬆症に寄与する可能性があることを示唆しています。

Generalized osteoporosis is common in patients with inflammatory diseases, possibly because of circulating inflammatory factors that affect osteoblast and osteoclast formation and activity. Serum levels of the inflammatory factors CXCL8 and CCL20 are elevated in rheumatoid arthritis, but whether these factors affect bone metabolism is unknown. We hypothesized that CXCL8 and CCL20 decrease osteoblast proliferation and differentiation, and enhance osteoblast-mediated osteoclast formation and activity. Human primary osteoblasts were cultured with or without CXCL8 (2-200 pg/ml) or CCL20 (5-500 pg/ml) for 14 days. Osteoblast proliferation and gene expression of matrix proteins and cytokines were analyzed. Osteoclast precursors were cultured with CXCL8 (200 pg/ml) and CCL20 (500 pg/ml), or with conditioned medium (CM) from CXCL8 and CCL20-treated osteoblasts with or without IL-6 inhibitor. After 3 weeks osteoclast formation and activity were determined. CXCL8 (200 pg/ml) and CCL20 (500 pg/ml) enhanced mRNA expression of KI67 (2.5-2.7-fold), ALP (1.6-1.7-fold), and IL-6 protein production (1.3-1.6-fold) by osteoblasts. CXCL8-CM enhanced the number of osteoclasts with 3-5 nuclei (1.7-fold), and with >5 nuclei (3-fold). CCL20-CM enhanced the number of osteoclasts with 3-5 nuclei (1.3-fold), and with >5 nuclei (2.8-fold). IL-6 inhibition reduced the stimulatory effect of CXCL8-CM and CCL20-CM on formation of osteoclasts. In conclusion, CXCL8 and CCL20 did not decrease osteoblast proliferation or gene expression of matrix proteins. CXCL8 and CCL20 did not directly affect osteoclastogenesis. However, CXCL8 and CCL20 enhanced osteoblast-mediated osteoclastogenesis, partly via IL-6 production, suggesting that CXCL8 and CCL20 may contribute to osteoporosis in rheumatoid arthritis by affecting bone cell communication.