グリコーゲン合成酵素キナーゼ-3βは、12-O-テトラデカノイルフェノール-13-アセテート/イオノマイシン活性化ヒトCD4 Tリンパ球におけるサイトカイン産生を促進する

Glycogen Synthase Kinase-3β Facilitates Cytokine Production in 12-O-Tetradecanoylphorbol-13-Acetate/Ionomycin-Activated Human CD4 T Lymphocytes.

• Cheng-Chieh Tsai
• Chin-Kun Tsai
• Po-Chun Tseng
• Chiou-Feng Lin
• Chia-Ling Chen

抄録

サイトカインは、活性化されたCD4 Tリンパ球から分泌される主要な免疫調節因子であり、病原体、腫瘍、および同種移植片を含む非自己細胞を根絶するために適応免疫を活性化する。セリン／スレオニンキナーゼであるグリコーゲン合成酵素キナーゼ（GSK）-3βの制御により、転写因子を制御してサイトカイン産生を制御している。12-O-テトラデカノイルフェノール-13-アセテートとイオノマイシンの組み合わせによるCD4 Tリンパ球の人為的活性化、いわゆるT/Iモデルでは、インターフェロン-γ、腫瘍壊死因子-α、インターロイキン-2などのサイトカイン産生が誘導されていた。GSK-3βの薬理学的標的化と遺伝子ノックダウンのアプローチによって明らかになったように、T/I治療はGSK-3βの活性化に続いてGSK-3β制御サイトカイン産生を効果的に引き起こした。一方、プロリンリッチチロシンキナーゼ2とカルシニューリンのシグナル伝達経路を薬理学的に阻害すると、GSK-3βの活性化が阻害され、サイトカイン産生が抑制された。GSK-3βの遮断は、Tリンパ球サイトカインの重要な転写因子であるT-betの核内転座を阻害することにつながった。マウスモデルにおいて、GSK-3β阻害剤である6-ブロモインジルビン-3'-オキシムを投与すると、T/I誘発死亡率と血清サイトカインレベルが有意に抑制された。以上のことから、GSK-3βを標的とすることで、CD4 Tリンパ球の活性化とサイトカイン産生が効果的に抑制されることが示唆された。

Cytokines are the major immune regulators secreted from activated CD4 T lymphocytes that activate adaptive immunity to eradicate nonself cells, including pathogens, tumors, and allografts. The regulation of glycogen synthase kinase (GSK)-3β, a serine/threonine kinase, controls cytokine production by regulating transcription factors. The artificial activation of CD4 T lymphocytes by a combination of 12-O-tetradecanoylphorbol-13-acetate and ionomycin, the so-called T/I model, led to an inducible production of cytokines, such as interferon-γ, tumor necrosis factor-α, and interleukin-2. As demonstrated by the approaches of pharmacological targeting and genetic knockdown of GSK-3β, T/I treatment effectively caused GSK-3β activation followed by GSK-3β-regulated cytokine production. In contrast, pharmacological inhibition of the proline-rich tyrosine kinase 2 and calcineurin signaling pathways blocked cytokine production, probably by deactivating GSK-3β. The blockade of GSK-3β led to the inhibition of the nuclear translocation of T-bet, a vital transcription factor of T lymphocyte cytokines. In a mouse model, treatment with the GSK-3β inhibitor 6-bromoindirubin-3'-oxime significantly inhibited T/I-induced mortality and serum cytokine levels. In summary, targeting GSK-3β effectively inhibits CD4 T lymphocyte activation and cytokine production.