본 연구는 THP-1세포를 통해 죽상동맥경화증의 균주의 구성요소인 PG가 전사와 단백질을 발현시켜 결과적으로 IL-1\(\beta \)의 발현을 증가시킨다는 것을 보였다. 이는 이전 연구인 인간 혈액 단색세포와 ribonuclease의 보호분석을 통해 PG와 LPS에 의한 IL-1\(\alpha\)와 IL-1\(\beta \)발현을 유도했던 것과 비슷하다. 이후 연구에선 THP-1 세포의 PG노출될 때 나타나는 과정에 대한 전후관계의 connections이나 crosstalk이 연구될 필요가 있다.
<h1>고 찰</h1> <p>본 연구는 죽상동맥경화증 병변에 세균의 구성요소로 존재하는 PG가 전사와 단백질 수준을 IL-1\(\beta \)발현에 상향조절 한다는 것을 대식세포주인 THP-1세포를 사용하여 증명하였다. 이 결과는 이전에 연구된 ribonuclease 보호분석을 사용하여 인간의 혈액 단핵세포에서 PG와 LPS에 의한 IL-1\(\alpha\)와 IL-1\(\beta \)발현이 유도된다는 Wang et al의 결과와 유사하다. PG는 IL-1\( \beta \) 유전자 전사의 발현을 유도시키고, PG가 없으면IL-1\(\beta \) 분비의 증가는 감지되지 않는다. PG에 의한 IL-1\(\beta \)분비는 상당하긴 하지만, IL-1\(\beta \) 전사 유도의 범위에서는 중요하게 고려되지 않았다. 그것은 PG에 THP-1 세포가 노출되면 Dinarello et al에 의해 가정된 것처럼 두번째 자극의 존재에서 활동적인 IL-1\(\beta \)의 더 많은 양의 분비를 할 수 있다는 것을 가정할 수 있다.</p> <p>PG가 IL-1\(\beta \)의 발현을 유도하는 것이 분명하다 하더라도, IL-1\(\beta \) 발현에 관련된 세포분자는 아직 명확하지 않다. 본 연구는 PG에 의한 IL-1\(\beta \) 발현에서 역할을 하는 세포인자를 확인하였다 PG는 염증반응으로 이어지는 신호통로의 활성화를 유도하는 TLR2에 의해 세균성 PAMP를 인식한다. 따라서 TLR2/4 저해제인 OxPAPC을 이용하여 IL-1\(\beta \) 의 발현에 TLR2/4가 관여하는지를 조사하였다. OxPAPC은 IL-\(\beta\)의 분비와 전사를 완전히 차단한다. 또한 발현은 완전히 억제되고, polymyxin B는 IL-1\(\beta \) 발현을 억제하지 않았다. 이 결과는 PG에 의해 유도된 IL-1\(\beta \) 발현에 TLR4 보다는 TLR2가 관여한다는 것을 의미한다.</p> <p>PG는 Akt 인산화를 증가시키는데, 이 사실은 PG가 Akt를 활성화시킴을 의미한다. 따라서 Akt와 Akt 활성인자인 PI3K가 PG와 매개된 IL-1\(\beta \)발현에 연관되는지를 조사하였다. Akt 억제제는 IL-1\(\beta \)의 분비를 완전히 차단하는데 반하여 PI3K 억제제는 IL-1\(\beta \) 발현을 억제하지 못했다. 이 결과는PG가 매개한 IL-1\(\beta \)에 Akt가 필요하다는 것을 의미한다. Akt는 mTOR을 포함한 protein target을 통해 생물학적 효과를 달성한다. 따라서 mTOR가PG에 의한 IL-1\(\beta \)발현에 연관되어 있는지를 조사하였다. mTOR의 억제제인 rapamycin은 IL-1\(\beta \)분비를 상당히 감소시키는 반면 유전자의 전사는 조금 감소시킨다. 이 결과는 rapamycin이 PG에 의한 IL-1\(\beta \)발현을 유전자수준보다는 단백질 수준에서 억제시킴을 의미한다. 그리고 이 결과는 단백질 합성에 mTOR가 책임이 있다는 것과 세포의 번역조직의 켜짐과 꺼짐에 영향을 준다는 사실과 일치한다. 떠라서 Akt/mTOR 경로가 PG와 매개된 IL-1\(\beta \) 상향조절에 중요한 역할을 한다는 것을 확인하였다.</p> <p>MAPKs는 serine/threonine-specific protein kinases로 세포밖의 자극에 반응하고 다양한 세포의 활성을 조절하며 PG에 의해 활성화 된다. MAPKs는 TLR-2, -4,-9신호에서케모카인 생산에 중요하다. 그러므로 IL-1\(\beta \)발현에 MAPKs가 역할을 하는지를 조사하였다. p38 MAPK는 아니지만 ERK와 JNK의 선택적 억제는 IL-1\(\beta \)발현을 상당히 감소시켰다. 이 결과는 PG에 매개된 IL-1\(\beta \) 발현에 MAPKs의 활성화 (특히 ERK와 JNK가 요구된다는 것을 가리킨다. TLR2는PG의 반응에서 ROS 생산에 영향을 준다는 보고는 ROS가 TLR2보다 아래에서 작용하는 분자라는 것을 의미한다. 본 연구는 DPI와 NAC를 사용하여 ROS 또한 IL-1\(\beta \) 발현에 포함되는지 아닌지 를 조사하였다. DPI는 ROS를 생산하는 NADPH oxidase의 억제제이고, 이를 통해 ROS형성을 억제한다. 세포 내 glu-tathione의 repletion을 위한 cysteine source 역할을 하는 thiol 복합체인 NAC는 ROS의 직접적인 scavenger 역할을 한다. DPI는 PG와 매개된 IL-1\(\beta \)의 상향조절을 상당히 감소시켰다. 이 결과는 ROS가 PG에 의한 IL-1\(\beta \) 상향조절에 NADPH oxidase가 활발히 관여함을 나타낸다.</p> <p>본 연구에서는 THP-1 세포가 PG에 노출되면 IL-1\( \beta \) 분비 증가와 IL-1\(\beta \) 유전자 전사의 유도에 대한 결과를 보여주었고, 그 과정에 TLR2, Akt, mTOR, ERK, JNK, ROS가 참여한다는 것을 밝혔다. 이후의 연구에서는 이 분자들의 신호 cascade의 전후관계를 나타내는 connections나 crosstalk의 유형을 밝힐 필요가 있다.</p>