角膜および結膜上皮細胞ムチンおよびグリコーリックスに対する炎症誘発性サイトカインの微分効果

目的：眼表面ムシンとグリコーリックスは、潤滑剤と潤滑剤や忌避病原体またはアレルゲンを提供するために重要です。ドライアイの涙炎症誘発性サイトカインのレベルの上昇は、ムチンとグリコカリックスに有害な影響を与える可能性があります。本研究では、炎症性サイトカインIL-6、TNF-α、およびIFN-γの効果をテストしました。 方法：ヒト角膜および結膜上皮細胞の層別培養物を、IL-6、TNF-α、およびIFN-γの異なる濃度に24時間曝露しました。ムチン遺伝子およびタンパク質発現は、リアルタイムポリメラーゼ連鎖反応（PCR）および酵素結合免疫吸着アッセイ（ELISA）によって定量化されました。グリコカリは、Alexa 488結合小麦胚細胞レクチンを染色した後、共焦点顕微鏡を使用して画像化されました。アポトーシスおよび壊死細胞死は、フローサイトメトリーを使用して定量化されました。 結果：IL-6、TNF-α、およびIFN-γ処理により、ヒト角膜上皮細胞におけるムチン（MUC）1およびMUC4遺伝子およびタンパク質発現が有意に増加しましたが、結合するムチンのレベルに有意な変化を引き起こしませんでした。さらに、これらのサイトカインは、角膜および結膜上皮細胞の両方でMUC16発現を減少させました。さらに、角膜および結膜上皮細胞におけるグリコカリックスまたはアポトーシス細胞死の顕著な変化は、テストされたサイトカインのいずれかで認められましたが、IL-6およびTNF-α暴露は、角膜および結膜上皮細胞の壊死細胞死をそれぞれ増加させました。 結論：我々の結果は、炎症誘発性サイトカインがヒトの角膜および結膜上皮細胞ムチンの発現に異なる効果をもたらすが、眼表面上皮細胞グリコリックスに損傷を与えないことを示しています。

PURPOSE: Ocular surface mucins and glycocalyx are critical for providing ocular hydration as well lubrication and repelling pathogens or allergens. Elevated levels of tear proinflammatory cytokines in dry eye may have detrimental effect on mucins and glycocalyx. The present study tested the effect of proinflammatory cytokines IL-6, TNF-α, and IFN-γ on membrane-tethered mucins expression, glycocalyx, and viability of ocular surface epithelial cells. METHODS: Stratified cultures of human corneal and conjunctival epithelial cells were exposed to different concentrations of IL-6, TNF-α, and IFN-γ for 24 hours. The mucins gene and protein expressions were quantified by real-time polymerase chain reaction (PCR) and enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). The glycocalyx was imaged using confocal microscopy after staining with Alexa 488-conjugated wheat germ agglutinin lectin. Apoptotic and necrotic cell death was quantified using flow cytometry. RESULTS: IL-6, TNF-α, and IFN-γ treatment resulted in a significant increase in mucins (MUC)1 and MUC4 gene and protein expression in human corneal epithelial cells but caused no significant changes in the levels of these mucins in conjunctival epithelial cells. Further, these cytokines decreased MUC16 expression in both corneal and conjunctival epithelial cells. Moreover, no notable change in glycocalyx or apoptotic cell death in corneal and conjunctival epithelial cells was noted with any of the tested cytokines, but IL-6 and TNF-α exposure increased necrotic cell death in corneal and conjunctival epithelial cells, respectively. CONCLUSIONS: Our results demonstrate that proinflammatory cytokines have differential effects on human corneal and conjunctival epithelial cell mucins expression, but do not cause any damage to ocular surface epithelial cell glycocalyx.