ビフィズス菌はNF-κBとp38MAPK経路を介してCaco-2細胞のTNF-α誘導性炎症反応を保護する役割を果たしています

Bifidobacterium plays a protective role in TNF-α-induced inflammatory response in Caco-2 cell through NF-κB and p38MAPK pathways.

• Nana Nie
• Cui Bai
• Shanai Song
• Yanyan Zhang
• Benzhen Wang
• Zipu Li

抄録

川崎病は免疫介在性の急性全身性血管炎であり、先進国の小児における後天性心疾患の第一の原因となっています。ビフィズス菌（BIF）はヒトや多くの哺乳類の腸内優性菌の一つであり、腸内フローラの乱れを調整する働きがあります。Caco-2細胞単分子膜を10ng/mlの腫瘍壊死因子α（TNF-α）で24時間処理し、腸管粘膜バリア系の破壊を誘導した。細胞の生存率は、Cell Counting Kit-8アッセイを用いて検出した。細胞のアポトーシスをフローサイトメトリーで測定し、アポトーシス関連タンパク質の発現をウェスタンブロットで検出した。プロ炎症性サイトカインであるインターロイキン-６（ＩＬ-６）およびＩＬ-８のレベルは、それぞれＥＬＩＳＡ法、ウエスタンブロット法およびｑＲＴ-ＰＣＲ法により検出した。腸管粘膜のバリア機能を評価するために、経上皮電気抵抗（TEER）アッセイを実施した。また、細胞オートファジー、NF-κB および p38MAPK パスウェイ関連タンパク質をウエスタンブロットで調べた。TNF-αを投与しなかった場合、細胞の生存率とアポトーシスに有意な変化は見られなかった。TNF-αは細胞の生存率を低下させ、アポトーシスを増加させたが、BIF処理はTNF-αによる変化を緩和した。また、BIF処理はTNF-αによるIL-6とIL-8の過剰発現を抑制することを明らかにした。また、TNF-αによって破壊された腸管粘膜のバリア機能がBIF処理によって効果的に回復することをTEERアッセイで確認した。また、TNF-αによるオートファジー誘導もBIFにより抑制された。さらに、TNF-α活性化NF-κBおよびp38MAPKシグナル経路もBIF、SN50およびSB203580により阻害された。本研究により、BIFがNF-κBおよびp38MAPKシグナル経路を介してカコ2細胞のTNF-α誘導性炎症反応を防御する役割を果たしていることが明らかになりました。

Kawasaki disease is an immune-mediated acute, systemic vasculitis and is the leading cause of acquired heart disease in children in the developed world. Bifidobacterium (BIF) is one of the dominant bacteria in the intestines of humans and many mammals and is able to adjust the intestinal flora disorder. The Caco-2 cell monolayers were treated with tumor necrosis factor-α (TNF-α) at 10 ng/ml for 24 h to induce the destruction of intestinal mucosal barrier system. Cells viability was detected through Cell Counting Kit-8 assay. Cell apoptosis was measured by flow cytometry and the expression of apoptosis related proteins was also detected through Western blot. The level of pro-inflammatory cytokines interleukin-6 (IL-6) and IL-8 was detected through ELISA, Western blot and qRT-PCR, respectively. Transepithelial electrical resistance (TEER) assay was conducted to value the barrier function of intestinal mucosa. Cell autophagy and NF-κB and p38MAPK pathways associated proteins were examined through Western blot. In the absence of TNF-α treatment, cell viability and apoptosis showed no significant change. TNF-α decreased cell viability and increased cell apoptosis and BIF treatment mitigated the TNF-α-induced change. Then, we found that BIF treatment effectively suppressed TNF-α-induced overexpression of IL-6 and IL-8. Besides, the results of TEER assay showed that barrier function of intestinal mucosa which was destroyed by TNF-α was effectively recovered by BIF treatment. In addition, TNF-α induced autophagy was also suppressed by BIF. Moreover, TNF-α activated NF-κB and p38MAPK signal pathways were also blocked by BIF, SN50 and SB203580. Our present study reveals that BIF plays a protective role in TNF-α-induced inflammatory response in Caco-2 cells through NF-κB and p38MAPK pathways.