Lipopolysaccharide(LPS)による肺炎症の誘導機構と喫煙の影響  [in Japanese] Pathogenesis of Lipopolysaccharide indeed lung inflammation and effect of cigarette smoke  [in Japanese]

Access this Article

Search this Article

Author(s)

Abstract

グラム陰性菌の内毒素であるLipopolysaccharide (LPS) は,様々な免疫活性を有し,大気中やタバコ煙にも含まれ,呼吸により肺胞領域に取り込まれる.肺胞領域に取り込まれたLPSは,肺に常在する肺胞マクロファージ(AM) と直接接触することが考えられる.またLPS の吸入は,肺に好中球を誘導し肺炎症を引き起こす.好中球は貪食や殺菌を行う免疫細胞で,好中球の集積や過剰な活性酸素種(ROS) 産生は,周辺組織の傷害を引き起こし,炎症を増悪させることが考えられる.しかし,その機構については,まだ十分に解明されていない.そこで,LPSによる肺への好中球の誘導機構と機能及びアポトーシスについて検討した. マウスにLPS60μgを経鼻投与後,気管支肺胞洗浄(BAL) を行い,BAL細胞を回収した.BAL細胞数はLPSにより有意に増加し,投与24時間後をピークに減少した.BAL細胞のDotPlot解析の結果,LPSにより好中球集団の出現が確認された.肺胞腔と肺間質に好中球の浸潤による炎症性変化が病理組織学的に認められた.好中球の肺への誘導機構を解明するため,AMのLPS認識レセプターであるTLR4とCD14の細胞表面発現とサイトカインmRNAについて検討した.TLR4陽性細胞比率は,LPSにより有意な差は認められなかったが,CD14陽性細胞比率は有意な増加が認められ,またIL-1βとTNF-α及びCXCL1mRNA発現も有意に増加した.AMのCXCL1mRNA発現の増加が認められたため,肺好中球に対するAM培養上清の走化活性について検討した.好中球の走化活性の指標であるDirection(平均移動方向)とVelocity(平均移動速度)は,LPS刺激AM培養上清で有意に増強した.好中球機能について末梢血と肺の好中球のサイトカインとサイトカインの産生に関与する転写因子のmRNA発現を検討した.肺好中球のIL-1βとTNF-α及びc-JUN mRNA発現は,末梢血の好中球に比べ有意に増加したが,NF-κBmRNA発現は有意な差は認められなかった.LPSがAM以外に肺上皮細胞を刺激し好中球を誘導した可能性について,肺上皮細胞株(LL/2)を用いて検討したところ,LPS刺激によりLL/2はCXCL1mRNA発現を有意に増加した.LPSにより好中球の誘導が認められたことから,TLR4欠損マウスを用いて検討したところ,LPSによる好中球の肺への流入は認められなかった. LPS 経鼻投与48時間後に好中球の減少が認められたことから,アポトーシスの可能性について検討した.Caspase-3 mRNA発現比率と活性は,末梢血の好中球と比較して肺好中球で有意に増加し,肺好中球のアポトーシスが認められた.次にアポトーシス経路について外因性経路に含まれるDeath receptor (CD95) 発現を検討したところ,肺好中球で有意な減少が認められた.一方,内因性経路の生産物であるROS 産生とその誘導酵素のNOX2mRNA発現は,肺好中球で有意に増加した.タバコ煙がAMの貪食能やサイトカイン産生能などの免疫機能を抑制することが報告されているが,LPSによる好中球の誘導に対するタバコ煙の影響についてはまだ解明されていない.そこで,マウスにタバコ主流煙を10日間曝露後,LPS経鼻投与を行い,タバコ主流煙による好中球誘導への影響について検討した. 喫煙によりAMのTLR4とCD14の発現が減少し,好中球の肺への誘導が抑制された.好中球機能について検討したところ,ROS産生は喫煙により有意に増加したが,サイトカイン,ケモカイン及び関連する核転写因子mRNA発現の喫煙による影響は認められなかった.  以上より,LPS が肺内に入ると,AMと肺上皮細胞がTLR4とCD14を介してLPSを認識しIL-1βやTNF-αを産生することが明らかになった.さらに,これらのサイトカインによって活性化されたAMがCXCL1を産生することで,末梢血から肺間質を経て好中球が肺胞腔に誘導される可能性が示された.そして,肺に誘導された好中球は,c-JUNとNF-κBを介してIL-1β ,TNF-αを産生し,Death receptorではなく好中球内で産生されたROSによってCaspase-3が活性化されアポトーシスを生じ,肺内の好中球が減少し炎症を収束させたと考えられる.また,喫煙はAMのLPS認識機能を低下させ肺への好中球誘導を減少させたが,誘導された好中球機能には影響を及ぼさなかった.

Journal

  • Acta humanistica et scientifica universitatis Sangio Kyotiensis. Natural science series

    Acta humanistica et scientifica universitatis Sangio Kyotiensis. Natural science series (43), 39-73, 2014-03

    Kyoto Sangyo University

Codes

  • NII Article ID (NAID)
    110009687516
  • NII NACSIS-CAT ID (NCID)
    AA11923897
  • Text Lang
    JPN
  • Article Type
    departmental bulletin paper
  • Journal Type
    大学紀要
  • ISSN
    1348-3323
  • NDL Article ID
    025339447
  • NDL Call No.
    Z14-1919
  • Data Source
    NDL  NII-ELS  IR 
Page Top