열처치에 의한 기질분해효소의 조절

• 영문명: Heat Treatment Suppressed the Expression and Activity of Matrix Metalloproteinases in the Primary Cultured Astrocytes
• 발행기관: 대한해부학회
• 저자명: 김종열(Jong Youl Kim) 김연정(Yeun Jung Kim) 김지희(Ji Hee Kim) 이원택(Won Tack Lee) 박경아(Kyung Ah Park) 이종은(Jong Eun Lee)
• 간행물 정보: 『대한해부학회지』제38권 제5호, 385~394쪽, 전체 10쪽
• 주제분류: 의약학 > 의학일반
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2005.10.31

국문 초록

기질분해효소 (matrix metalloproteinase, MMPs)는 Zn-의존성 (Zn-dependent) 효소로 세포외물질(ECM)의 구성성분들을 분해하고 변형시키는 작용을 한다. 허혈손상 시에 MMPs 중 특히 MMP-2와 MMP-9의 작용이 중요하다. 따라서, 본 연구에서는 열처치가 MMP-2와 MMP-9의 발현을 어떻게 조절하는 지 관찰하고, 열처치에 의한 Hsp70의 발현이 MMPs 발현 조절과 어떻게 연관되어 있는 지 조사하고자 하였다. 열처치 후, 별아교세포에서 MMP-2의 mRNA의 발현은 열처치를 하지 않은 별아교세포와 비교하였을 때 큰 변화가 없었으나, MMP-9 mRNA 발현은 열처치에 의해 크게 감소된 것을 관찰하였다. 열처치 후 허혈손상을 준 경우에도 별아교세포에서 MMP-2와 MMP-9 mRNA의 발현 모두 아무 처치하지 않은 별아교세포에 비해 크게 감소한 것을 관찰하였다. 또한 열처치에 의해 Hsp70 mRNA의 발현이 크게 증가한 것을 관찰하였다. 열처치 후 MMP-2와 MMP-9의 단백질 발현 정도를 비교한 결과, 전체 세포추출액에서의 MMP-2와 MMP-9의 단백질 발현은 mRNA발현 변화와는 달리 MMP-2의 경우 열처치 후 별아교세포에서 단백질 발현이 감소하였으며, 특히 proform의 발현 양이 크게 감소하였다. 그러나 MMP-9의 경우에는 열처치에 의한 단백질 발현에 큰 차이를 보이지 않았다. MMP-2와 MMP-9 단백질 수준에서의 변화는 열처치 만으로는 크게 변화하지 않았고, 바이러스 벡터를 이용하여 Hsp70 유전자를 도입시킨 세포에서는 MMP-2와 MMP-9 단백질 발현 모두 크게 감소되었다. 열처치에 의해 배지로 분비되는 MMPs 단백질 발현의 변화를 조사한 경우에서도 역시 MMP-2의 pro-form의 발현이 열처치에 의해 크게 감소하였다. 열처치에 의한 MMP-2와 MMP-9의 활성 변화를 조사한 결과, 활성을 나타내는 MMP-2 단백질은 열을 가해준 조건에서 약간 감소된 듯 하였으나, 열처치 후 허혈손상을 준 경우에는 오히려 MMP-2의 활성이 약간 증가하였다. MMP-9의 활성은 열처치 후 크게 감소하였으며, 열처치에 의한 MMP-9의 활성 감소는 열처치 후 허혈손상을 준 세포에서도 같은 양상을 나타내었다. 본 연구에서는 열처치에 의한 기질분해효소의 발현 조절을 관찰하였고, 이와 같은 발현 억제는 열처치로 인한 Hsp70의 발현에 의해 유도된 것으로 생각되었다.

영문 초록

ABSTRACT Matrix metalloproteinases (MMPs), which is a kind of Zn-dependent enzyme, are a family of proteolytic enzymes that can degrade the extracellular matrix and then play important roles in the pathophysiology of ischemia/reperfusion, especially MMP-2 and MMP-9. This study was aimed to demonstrate how heat treatment and Hsp70 regulate expression of MMP-2 and MMP-9. The expression and regulation of MMPs after ischemic-like injury with and without heat treatment were investigated in the astrocytes expressing Hsp70 or LacZ and mock infected cells. Primary astrocyte cultures were prepared from ICR mice and infected with retroviral vectors overexpressed Hsp70 or LacZ. After heat treatment, expression of MMP-2 mRNAs was not remarkably changed in heat moc cells. Otherwise, expression of MMP-9 mRNAs was significantly reduced by heat treatment. Expression of MMP-2 and MMP-9 in astrocytes, which were treated with ischemic injury after heat treatment, was obviously decreased than in untreated Moc cells. Moreover, Hsp70s were significantly synthesized in response to heat treatment. Compared to amount of protein expression of MMP-2 and MMP-9, the expression of MMP-2 in astrocytes expressing Hsp70, LacZ and mock infected were decreased after heat treatment, especially pro-form of protein expression of MMP-2. However, the expression of MMP-9 were decreased only in the astrocytes expressing Hsp70 by heat treatment and OGD injury after heat treatment, not shown a big change in the LacZ cells and mock infected cells. The results of activity study with MMPs protein were that MMP-2 protein activity was reduced but not in condition of ischemic injury after heat treatment. On the other hand, the activity of MMP-9 after heat treatment was similar to the results of activity of MMP-9 adding ischemic injury. In this study, we shown that Hsp70 overexpression following heat treatment reduced the expression of proMMP-2, proMMP-9 and processed MMP-2, especially. This findings can suggest a possible role of Hsp70 induced by heat treatment for regulation of MMPs and neuroprotection in ischemic injury.

키워드

열처치 Hsp70 과발현 기질분해효소-2 기질분해효소-9 허혈손상 Heat treatment Hsp70 overexpression MMP-2 MMP-9 Oxygen-glucose deprivation