Interleukin-3 박탈로 유도된 비만세포 세포자멸사의 Lipopolysaccharide에 의한 예방 기작

• 영문명: Prevention of IL-3 Deprivation Induced Apoptosis in Mast Cells by LPS
• 발행기관: 대한해부학회
• 저자명: 정승훈(Seung Hun Jeong) 김태현(Tae Hyun Kim) 김형민(Hyung Min Kim) Hirohiko Shibayama, 유영현(Young Hyun Yoo)
• 간행물 정보: 『대한해부학회지』제39권 제3호, 205~213쪽, 전체 9쪽
• 주제분류: 의약학 > 의학일반
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2006.06.30

국문 초록

비만세포는 주로 외부 환경과의 경계지역에 분포되어 있으며 인체 내로 감염된 세균 세포벽의 구성성분이 비만세포를 자극하면 세균 감염에 대항하는 보호 작용도 한다. 비만세포는 말단 조직에서 다른 혈액세포에 비하여 매우 긴 수명을 가지고 있다. 본 연구는 lipopolysaccharide (LPS)가 inerleukin (IL)-3 박탈 유도성 비만세포의 세포자멸사에 미치는 영향을 구명하고자 수행되었다. BALB/c 생쥐의 넙다리뼈에서 분리해 낸 골수세포를 4주에서 6주간, IL-3가 첨가된 배지에서 배양하여 골수유래 비만세포(bone marrow derived mast cells; BMMCs)를 얻었다. 이 세포에서 IL-3를 박탈하여 세포자멸사를 유도하였으며, IL-3 박탈과 동시에 LPS를 처리하여 LPS의 효과를 조사하였다. 세포자멸사의 유도와 방지를 판단하기 위하여 DNA 전기영동, Western blotting, 면역형광염색, 레이저 공초점 현미경술, RTPCR을 실시하였다. IL-3 박탈 후 BMMC는 세포 생존율이 감소하고, 핵이 응축되었으며 다양한 세포자멸사관련 인자들이 세포소기관 사이에서 이동하였는데 LPS는 이런 현상을 방지하였다. IL-3 박탈은 BMMC에서 XIAP, 14-3-3, Bcl-2, Bcl-xL 등 항세포자멸사 인자들의 발현양을 감소시켰으나 LPS는 이들 인자들의 발현 수준을 IL-3가 박탈되지 않은 세포 수준으로 유지하였다. IL-3 박탈 후 Bim과 Bcl-2의 결합이 증가하였으나 LPS를 처리하면 Bim과 Bcl-2의 결합이 감소하는 것도 관찰하였다. 또한 싸이토카인에 의하여 유도되는 항세포자멸사 분자로 알려진 anamorsin이 유전자 수준에서 새로이 발현되는 것도 확인하였다. 본 실험결과 IL-3 박탈 후 비만세포에서 유도되는 세포자멸사는 LPS로 방지된다는 것을 확인하였으며 이 방지기작에는 항세포자멸사 인자들이 관여하는 것으로 해석한다. 또한 세균벽의 LPS가 비만세포의 세포자멸사를 막는 기작은 말단조직 내에서 비만세포의 수명을 길게 유지하는데 기여할 수 있다고 추측한다.

영문 초록

Mast cells play a protective role in host defense against bacteria, and are found in high number at the host-environment interface. Stimulation of mast cells by bacterial cell wall components is essential for their protective effects against entero-bacterial infection. Mast cells have an extraordinarily long longevity in peripheral tissues compared to other types of blood cells. We undertook this study to reveal the mechanism underlying the prevention on IL-3 deprivation-induced apoptosis in mast cells by LPS. Bone marrow derived mast cells (BMMCs) were obtained from femurs of BALB/c mice and cultured under IL-3 stimulation for 4-6 weeks. At the same point when IL-3 was depleted, BMMCs were treated with LPS. To examine the effect of LPS, DNA electrophoresis, Western blotting, immunoflourescense staining, confocal microscopy, RT-PCR and immunoprecipitation were conducted. IL-3 deprivation reduced cellular viability and induced nuclear condensation and translocation of apoptosisassociated factors. However, LPS treatment prevented these IL-3 deprivation-induced apoptotic events. IL-3 deprivation downregulated representative antiapoptotic factors such as XIAP, 14-3-3, Bcl-2 and Bcl-xL. Expression level of these factors was maintained in BMMCs treated by LPS, which was similar to the level in the control cells. The Bim to Bcl-2 interaction was increased in IL-3 depleted cells, which was prevented by LPS treatment. It was also demonstrated that LPS induced the new expression of a cytokine-induced antiapoptotic factor anamorsin gene in BMMCs under IL-3 deprived condition. Taken together, LPS prevents IL-3 deprivation induced apoptosis in BMMCs via several antiapoptotic factors. This preventive mechanism of LPS on BMMCs apoptosis may contribute the long longevity of mast cells in the peripheral tissue.

키워드

세포자멸사 비만세포 LPS IL-3 anamorsin Apoptosis LPS Mast cell IL-3 Anamorsin