Interleukin-1β에 의해 유도되는 apoptosis 및 cell cycle arrest의 새로운 신호전달기작에 대한 연구

초록

목적 : Multifunctional proinflammatory cytokine 중의 하나인 IL-1β는 다양한 cell type에서 apoptosis, 감염세포의 제거, 신생혈관 생성, 분화과정등에 다양하게 작용하고 있다. 본 연구는 세포성장억제 및 apoptosis와 관련하여 p53이 관계하는 새로운 신호전달경로를 밝히고자한다. 방법 : IL-1 β에 의한 세포성장억제 및 apoptosis에 p53이 관여하는지를 알아보기위하여, p53이 wild-type인 AGS, HepG2, MCF7 세포주 및 p53 mutant 세포주인 PC3 TSU-Pr1에서 IL-1 β의 세포성장에 대한 효과를 thymidine incorporation 방법을 통하여 비교분석하였다. p53의 의존성을 알아보기 위하여 IL-1β의 처리 시 p53의 target 유전자들 중 cell cycle arrest(thymidine incorporation assay), apoptosis(tryphan blue dye exclusion 및 MTT assay), 및 p53의 안정성에 관여하는 p21, Bax, MDM2의 mRNA 발현수준을 RT-PCR을 이용하여 비교·분석하였다. 또한 이들 target 유전자들의 발현에 따라 downstream에 영향을 받을 수 있는 pRb(IL-1β에 의해서 p21이 유도될 경우, p21은 CDK/cyclin complex 형성을 억제 할것이고, 이는 다시 Rb의 인산화를 억제시킬 것이다), p53의 안정성(MDM2는 p53에 결합하여 이의 degradation에 관여함), 및 MAPKinase(Erk, JNK, 및 p38은 p53의 인산화를 통하여 p53의 안정성 및 활성화에 관여하고 있음)의 활성화를 immunoprecipitation 및 western blotting을 통하여 분석하였다. 결과 : p53이 wild-type인 세포주들에서 세포성장이 IL-1β에 의해서 감소될뿐만아니라 apoptosis도 일어남을 확인할수 있었다. 그러나 p53이 mutant-type인 세포주들에서는 세포성장에 영향을 주지않을 뿐만아니라 apoptosis도 일어나지 않았다. 이러한 현상은 wild-type인 세포주들에 p53을 억제시키는 E6 또는 E7의 발현에 의해서도 일치된 결과를 얻었다. IL-1β에 의한 세포성장 억제 및 apoptosis가 p53에 의존적임을 더 알아보기위하여 p53의 target 유전자들인 p21/Waf1, MDM2, Bax의 발현 양상을 분석한 결과 p53이 wild-type인 세포주들에서 발현의 증가가 있었고, mutant type과 P53을 불활성화시킨 경우에는 induction이 되지않았다. MAPKinase inhibitors들에 의한 세포성장 및 apoptosis분석결과 SB203580 및 SB202190 모두 억제시킴을 확인할 수 있었다. 결론 : Il-1β는 p38의 활성화를 통하여 p53의 안정화를 유도하는 것 같고, 이 안정화된 p53은 세포성장 억제인자 및 apoptosis 유도인자들의 induction에 관여하여 최종적으로 cell growth inhibition 및 apoptosis를 일으키는 것으로 사료된다.

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