留萌上皮インスリン様成長因子結合蛋白質2、3、6は上皮細胞増殖に関連している

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Anim. Sci. J..2020 Jan;91(1):e13422. doi: 10.1111/asj.13422.

留萌上皮インスリン様成長因子結合蛋白質2、3、6は上皮細胞増殖に関連している

Ruminal epithelial insulin-like growth factor-binding proteins 2, 3, and 6 are associated with epithelial cell proliferation.

Koki Nishihara
Yutaka Suzuki
Sanggun Roh

PMID: 32648312 DOI: 10.1111/asj.13422.

抄録

本研究の目的は、鼻腔上皮インスリン様成長因子結合タンパク質（IGFBP）の発現を調節する因子を同定し、ルーメン上皮細胞増殖におけるその役割を決定することであった。ウシ初代ルーメン上皮細胞（BREC）を、pH7.4または5.6の短鎖脂肪酸（SCFAs）、乳酸、リポ多糖類（LPS）、インスリン様成長因子-I（IGF-I）、-II（IGF-II）、または組換えウシIGFBP2（rbIGFBP2）とインキュベートした。BRECにおけるIGFBPのmRNA発現レベルを定量的リアルタイムポリメラーゼ連鎖反応（qRT-PCR）を用いて解析した。BRECの増殖率は、WST-1アッセイを用いて解析した。IGFBP2遺伝子の発現はSCFA処理により低下する傾向があり（p＜1）、IGFBP6遺伝子の発現はSCFA処理により有意に低下した（p＜0.05）。IGFBP3およびIGFBP6遺伝子発現は、d-乳酸処理で高くなる傾向があった(p<.1)。IGFBP3遺伝子発現はLPS処理で有意に高かった(p<.05)。IGF-Iで処理したBRECは、ビヒクルコントロールで処理した細胞よりも急速に増殖した(p<.01)が、遺伝子組換えウシrbIGFBP2はIGF-I誘導増殖を抑制した。IGF-IIおよび/またはrbIGFBP2はBRECの増殖に影響を与えなかった。以上のことから、SCFA 投与により、ルーメン上皮細胞における IGFBP2 および IGFBP6 の発現が低下し、これらの IGFBP の発現低下が IGF-I を促進してルーメン上皮細胞の増殖を促進する可能性があることが示唆された。

The aim of this study was to identify factors that regulate ruminal epithelial insulin-like growth factor-binding protein (IGFBP) expression and determine its role in rumen epithelial cell proliferation. Primary bovine rumen epithelial cells (BREC) were incubated with short-chain fatty acids (SCFAs) at pH 7.4 or 5.6, lactate, lipopolysaccharide (LPS), insulin-like growth factor-I (IGF-I), -II (IGF-II), or recombinant bovine IGFBP2 (rbIGFBP2). The mRNA expression levels of IGFBP in BREC were analyzed using quantitative real-time polymerase chain reaction (qRT-PCR). The proliferation rate of BREC was analyzed using a WST-1 assay. IGFBP2 gene expression tended to be lower with SCFA treatment (p < .1), and IGFBP6 gene expression was significantly lower with SCFA treatment (p < .05). IGFBP3 and IGFBP6 gene expression tended to be higher with d-Lactate treatment (p < .1). IGFBP3 gene expression was significantly higher (p < .05) with LPS treatment. BREC treated with IGF-I grew more rapidly than vehicle control-treated cells (p < .01); however, recombinant bovine rbIGFBP2 inhibited IGF-I-induced proliferation. IGF-II and/or rbIGFBP2 did not affect BREC proliferation. Taken together, SCFA treatment decreased IGFBP2 and IGFBP6 expression in rumen epithelial cells, and lower expression of these IGFBP might promote rumen epithelial cell proliferation by facilitating IGF-I.