근신경재생에 미치는 LIF의 역할 규명: 근세포 분화에 미치는 leukemia inhibitory factor의 작용과 그 기전 연구

초록

목적 : 근세포의 성장을 촉진하고, 신경세포의 중요한 생존인자로 알려져 있는 LIF(leukemia inhibitory factor)의 근세포 성장과 분화에 미치는 효과를 검토하고, 이를 기초로 하여 근·신경재생에 미치는 영향을 평가하고자 하였다. 방법 : LIF가 근세포의 분화에 미치는 효과를 평가하기 위해 분화배지에 의해 형성되는 myotube 수를 현미경하에서 측정하고, 근세포 분화의 marker가 되는 myosin heavy chain(MHC)의 단백질량과 muscle creatine kinase(MCK) 전사활성을 각각 Western blotting과 MCK-Luc을 transient transfection시킨 다음 luciferase 활성을 측정하여 비교하였다. 신호전달 기전에 관한 연구에서는 관련 신호전달물질의 활성화를 Western blotting으로, 그리고 NF-kB의 활성은 4kB-Luc vector를 이용한 전사활성과 EMSA를 이용하여 조사하였다. 근세포분화에 중요한 조절인자인 MyoD 단백질과 mRNA level은 각각 Western과 Northern blotting으로 확인하였고, MyoD의 전사활성은 MyoD-Luc을 이용하여 측정되었다. 결과 : 1) LIF는 근육아세포인 C2C12 cell의 분화를 농도 의존적으로 억제하였다. 2) LIF는 C2C12 세포에서 STAT3와 ERK-1/2를 인산화 시키는 것을 확인할 수 있었지만, STAT1을 활성화시키지는 않았다. 3) LIF에 의한 근세포분화 억제효과는 U0126(MEK-1 저해제)를 처리하거나 dominant-negative MEK-1을 transiently transfection한 상태에서 각각 MHC 단백질량과 MCK promoter활성이 회복되는 것을 확인함으로써 분화초기에 활성화된 p42/p44 MAPK pathway가 관여하는 것으로 확인되었다. 4) 근육아세포의 분화유도 후 LIF처리는 MyoD의 단백질과 mRNA 양을 감소시켰는데, MyoD-Luc을 이용한 전사활성에는 영향이 없어 LIF에 의한 mRNA 양의 감소는 이미 보고된 NF-kB에 의한 post-transcriptional regulation 기작이 관여할 것으로 추정되었다. 5) LIF는 TNF-α에 비하면 약하지만 NF-kB를 활성화시켰는데, NF-kB의 특이적 저해제인 SN50의 처리 시 MHC의 단백질량과 MCK 전사활성이 모두 회복되는 것을 확인하였다. 결론 : LIF는 근세포의 분화를 억제하며, 이는 분화초기에 LIF에 의해 활성화된 p42/p44 MAPK와 NF-kB signal pathway가 관여하는 것으로 생각된다.

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