Interleukin-6 upregulates glucocorticoid receptor numbers in human osteoblast-like cells

Zusammenfassung

Interaktionen des Endokriniums, vor allem der Hypothalamus-Hypophyse-Nebennierenrinden-Achse und dem Immunsystem sind gut bekannt. Nur wenige Publikationen befassen sich allerdings mit den komplexen Einflüssen der Zytokine auf die Wirksamkeit der Glukokortikoide (GK) im Gewebe. Osteoblastenkulturen sind ein etabliertes Modell, um Interaktionen von GK und Zytokinen im Knochen zu studieren. Wir untersuchten deshalb zwei Zelllinien des humanen Osteosarkoms (Saos-2 und MC-63) mit unterschiedlichen Differenzierungsgrad und unterschiedlicher konstitutiver IL-6-Produktion (3,4±0,3 (SEM) und 3309±578 pg/10⁶ Zellen). Wir bestimmten die Dichte des Glukokortikoidrezeptors (GR) und seine Affinität in Abhängigkeit unterschiedlicher IL-6-Mengen. Inkubationen von IL-6 über 20 h in zunehmenden Konzentrationen bis maximal 2000 pg/ml ergaben eine signifikante Zunahme der Bindungsstellen für den GR in beiden Zelllinien. Weiter konnte IL-6 den Hemmeffekt von Dexamethason (1 μmol/l) auf den GR aufheben. In MG-63-Zellinien, die eine höhere Konzentration des GR verursachen, führte eine Abnahme von IL-6 mittels eines spezifischen IL-6-Antikörpers (100 ng/ml) zu einer signifikanten Abnahme des GR. In den Saos-2-Zellen dagegen, welche eine niedrigere Konzentration des GR verursachen, erhöhte eine 40-stündige Inkubation mit humanem IL-1β sowohl die IL-6- als auch die GR-Konzentration. Die gleichzeitige Behandlung mit dem IL-6-Antikörper hob diesen Effekt wieder völlig auf. Nach unseren Ergebnissen besitzt IL-6 deshalb eine positive autokrin-modulierende Wirkung auf die Dichte des GR in humanen Osteoblasten.

Summary

Interactions between the endocrine and immune systems are well known with special regard to the hypothalamic-pituitary-adrenal axis. Little of the literature focuses on the complex effects of cytokines on tissue responsiveness to glucocorticoids (GC). In bone tissue, osteoblasts represent a valuable model for studying GC-cytokine interactions. Hence, we have studied two human osteosarcoma cell lines (Saos-2 and MG-63) with different degrees of differentiation and different constitutive IL-6 production (3.4±0.3 (mean ±SE) and 3309±578 pg/10⁶ cells). We measured glucocorticoid receptor (GR) number and affinity as a function of the exposure of cells to different amounts of IL-6. Incubation for 20 h with IL-6 at increasing concentrations up to 2000 pg/ml yielded a significant increase of GR binding sites in both cell lines. IL-6 was also able to reverse the inhibitory effect of dexamethasone (1 μmol/l) on GR in both cell lines. In MG-63 cells, expressing higher concentrations of GR, IL-6 deprivation via a specific anti-IL-6 antibody (100 ng/ml) significantly decreased GR. In Saos-2 cells, expressing lower concentrations of GR, a 40 h treatment with human IL-1β (10 ng/ml) significantly increased both IL-6 production and GR. This latter effect was completely abolished by co-treating the cells with the anti-IL-6 antibody. Our results provide evidence that IL-6 is an autocrine positive modulator of GR number in human osteoblasts.