폐상피세포에서 Triptolide에 의한 NF-${kappa}B$ 의존성 IL-8 유전자 전사활성 억제기전

지영구; 김윤섭; 윤세영; 김용호; 최은경; 박재석; 김건열; 채기남; 곽상준; 이계영

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저자정보: 지영구 (단국대학교 의과대학 내과학교실 호흡기내과) 김윤섭 (단국대학교 의과대학 내과학교실 호흡기내과) 윤세영 (단국대학교 의과대학 내과학교실 호흡기내과) 김용호 (단국대학교 의과대학 내과학교실 호흡기내과) 최은경 (단국대학교 의과대학 내과학교실 호흡기내과) 박재석 (단국대학교 의과대학 내과학교실 호흡기내과) 김건열 (단국대학교 의과대학 내과학교실 호흡기내과) 채기남 (단국대학교 의과대학 내과학교실 생화학교실) 곽상준 (단국대학교 의과대학 내과학교실 생화학교실) 이계영 (단국대학교 의과대학 내과학교실 호흡기내과)

저널정보: 대한결핵 및 호흡기학회 Tuberculosis and Respiratory Diseases 결핵 및 호흡기 질환 제50권 제1호

발행연도: 2001.1

수록면: 52 - 66 (15page)

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연구배경 : 폐상피세포가 능동적으로 IL-8을 분비한다는 것은 주지의 사실이다. NF-${\kappa}B$는 IL-8 발현 조절에 있어서 가장 중요한 역할을 담당하는 전사인자이다. Triptolide는 최근 밝혀진 NF-${\kappa}B$ 억제제로서 중국한약제인 뇌공등 (Tripterygium Wilfordii)에서 추출된약제이다. 연자들은 새로운 NF-${\kappa}B$ 억제제인 triptolide가 폐상피세포에서 NF-${\kappa}B$ 의존성 IL-8 유전자의triptolide가 염증성 폐질환에서 새로운 치료제로서의 가능성을 확인하기 위하여 본 연구를 시행하였다. 방법 : 폐상피세포로서 A549 사용하였고 triptolide는 미국의 Pharamagenesis(Palo Alto, CA)사로부터 제공받았다. NF-${\kappa}B$ 활성유도물질로는 IL-$1{\beta}$(R&D)와 PMA(Sigma)를 이용하였다. IL-8 유전자의 발현은 RT-PCR과 ELISA를 이용하여 측정 하였다. NF-${\kappa}B$의존성 IL-8 유전자의 전사활성을 평가하기 위하여는 IL-8 NF-${\kappa}B$ luciferase construct를 안정적으로 유전자주입한 A549 IL-8 NF-${\kappa}B$ luciferase 세포주를 제조해 사용하였고 NF-${\kappa}B$ DNA 결합은 electromobility shift assay(EMSA)를 이용하였다. p65 전사활성을 assay하기 위해서는 Gal4-p65 fusion protein expression system을 유전자주입과 luciferase assay를 통하여 시행하였다. Transcriptional coactivator의 역할을 규명 하가 위하여서는 CBP(CREB-binding protein)와 SRC-1(steroid receptor coactivator-1) 발현 벡터를 유전자 주입하고 luciferase assay를 이용하여 확인하였다. 결과 : Luciferase assay로 triptolide가 PMA와 IL-$1{\beta}$자극에 의한 IL-8 NF-${\kappa}B$ 활성을 의미있게 감소시킴을 확인하였다. IL-8 ELISA와 RT-PCR로 triptolide가 PMA와 IL-$1{\beta}$ 자극에 의해 유도되는 IL-8 발현을 각각 단백질과 mRNA 수준에서 억제함을 관찰하였다. Triptolide가 PMA와 IL-$1{\beta}$에 의한 IL-8 NF-${\kappa}B$의 전사활성을 억제시킨 반면 EMSA와 $I{\kappa}B{\alpha}$ Western blot을 이용한 실험에서는 triptolide가 NF-${\kappa}B$ DNA 결합과 $I{\kappa}B{\alpha}$의 분해에 전혀 영향을 미치지 못함을 확인하였다. 이러한 전사활성 억제와 DNA 결합 간의 불일치의 원인으로서는 DNA 결합 이후에 발생하는 핵내 에서의 transactivation에 triptolide가 영향을 미치리라고 생각되어 p65 transactivation study를 Gal4-p65T A(p65의 transactivation domain) fusion protein 발현 시스템과 luciferase assay를 이용하여 시행한 결과 triptolide가 p65 transactivation을 억제함으로써 NF-${\kappa}B$를 억제함을 확인하였다. 그러나 CBP나 SRC-1과 같은 coactivator의 역할을 규명하기 위한 유전자주입 실험에서 triptolide에 의한 p65 transactivation 억제에 대해 CBP나 SRC-1의 과발현이 별다른 영향을 미치지 못하였다. 결론 : Triptolide는 폐상피세포에서 NF-${\kappa}B$ 의존성 IL-8 유전자의 전사활성을 억제하고 그 기전은 $I{\kappa}B{\alpha}$ 경로가 아닌 핵내에서의 p65 transactivation 억제에 의해 발생하며 이에는 CBP나 SRC-1과 같은 coactivator가 관여하지 않음을 확인하였다.

Background : NF-${\kappa}B$ is the most important transcriptional factor in IL-8 gene expression. Triptolide is a new compound that recently has been shown to inhibit NF-${\kappa}B$ activation. The purpose of this study is to investigate how triptolide inhibits NF-${\kappa}B$-dependent IL-8 gene transcription in lung epithelial cells and to pilot the potential for the clinical application of triptolide in inflammatory lung diseases. Methods : A549 cells were used and triptolide was provided from Pharmagenesis Company (Palo Alto, CA). In order to examine NF-${\kappa}B$-dependent IL-8 transcriptional activity, we established stable A549 IL-8-NF-${\kappa}B$-luc. cells and performed luciferase assays. IL-8 gene expression was measured by RT-PCR and ELISA. A Western blot was done for the study of $I{\kappa}B{\alpha}$ degradation and an electromobility shift assay was done to analyze NF-${\kappa}B$ DNA binding. p65 specific transactivation was analyzed by a cotransfection study using a Gal4-p65 fusion protein expression system. To investigate the involvement of transcriptional coactivators, we perfomed a transfection study with CBP and SRC-1 expression vectors. Results : We observed that triptolide significantly suppresses NF-${\kappa}B$-dependent IL-8 transcriptional activity induced by IL-$1{\beta}$ and PMA. RT-PCR showed that triptolide represses both IL-$1{\beta}$ and PMA-induced IL-8 mRNA expression and ELISA confirmed this triptolide-mediated IL-8 suppression at the protein level. However, triptolide did not affect $I{\kappa}B{\alpha}$ degradation and NF-$_{\kappa}B$ DNA binding. In a p65-specific transactivation study, triptolide significantly suppressed Gal4-p65T Al and Gal4-p65T A2 activity suggesting that triptolide inhibits NF-${\kappa}B$ activation by inhibiting p65 transactivation. However, this triptolide-mediated inhibition of p65 transactivation was not rescued by the overexpression of CBP or SRC-1, thereby excluding the role of transcriptional coactivators. Conclusions : Triptolide is a new compound that inhibits NF-${\kappa}B$-dependent IL-8 transcriptional activation by inhibiting p65 transactivation, but not by an $I{\kappa}B{\alpha}$-dependent mechanism. This suggests that triptolide may have a therapeutic potential for inflammatory lung diseases.

#IL-8 #NF- ${kappa}B$ #Triptolide #Transrepression #p65 transactivation #CBP #SCR-1

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