질편모충감염에 의한 전립선기질세포의 증식에서 전립선상피세포와 비만세포의 crosstalk

Abstract

질편모충 (Trichomonas vaginalis)은 성병을 일으키는 편모충으로 전립선염, 양성전립선비대증 및 전립선암 환자의 소변이나 조직에서 발견된다. 양성전립선비대증의 병인은 확실히 밝혀지지 않았으나 염증반응이 관여하며, 전립선세포와 염증세포의 crosstalk이 전립선 증식을 일으키는데 기여한다고 알려져 있다. 그리고 질편모충에 의한 전립선의 염증반응에 대해서는 연구된 바 있으나 질편모충이 전립선 증식에 관여하는지는 알려진 바 없다. 또한 질편모충이 비만세포를 활성화시키는 것은 알려져 있으나 비만세포가 전립선세포 증식에 관여한다는 보고는 드물다. 이 연구에서는 질편모충으로 감염시킨 전립선상피세포가 비만세포를 활성화시켜 전립선기질세포의 증식을 유도하는지 관찰하여 다음과 같은 결과를 얻었다.

1. 살아있는 질편모충으로 반응시킨 양성전립선비대 상피세포에서는 CXCL8, CCL2, IL-1β, IL-6의 단백질 생산이 유의하게 증가하였다. 이 cytokine들을 포함하는 양성전립선비대 상피세포의 염증반응물질 (Trichomonad -conditioned medium, TCM)은 비만세포와 단핵구의 이동을 증가시켰으며, 특히 비만세포가 가장 많이 이동하였다. 2. 질편모충으로 반응시킨 전립선상피세포에서 유래한 염증반응물질 (TCM)은 비만세포를 활성화시켜 β-hexosaminidase의 분비 및 CXCL8의 단백질과 mRNA 발현을 증가시켰다. 또한 TCM에 의해 활성화된 비만세포의 분비물질 (culture supernatant of mast cell with TCM, M-TCM)은 비만세포와 단핵구의 이동을 증가시켰으며, TCM에 비해 M-TCM에서 비만세포와 단핵구의 이동이 유의하게 증가하였다. 3. TCM에 의해 활성화된 비만세포의 분비물질 (M-TCM)은 전립선기질세포의 증식을 유의하게 증가시켰다. 4. M-TCM을 투여한 전립선기질세포에서 CXCL8과 CCL2의 생산이 유의하게 증가하였으며, 각 chemokine의 수용체인 CXCR1과 CCR2의 단백질과 mRNA 발현이 증가하였다. 5. M-TCM을 투여한 전립선기질세포에서 CXCR1과 CCR2에 대한 항체로 수용체를 억제시켰을 때, CXCL8과 CCL2의 생산이 각각 유의하게 감소하였으며, 전립선기질세포의 증식이 유의하게 감소하였다. 따라서 M-TCM으로 자극한 전립선기질세포의 증식에 CXCR1과 CCR2가 관여함을 알 수 있었다. 6. M-TCM을 투여한 전립선기질세포에서 CXCR1과 CCR2에 대한 항체로 수용체를 억제하였을 때 ERK의 인산화가 유의하게 감소하였다. 또한 전립선기질세포의 증식과정에 ERK억제제 (PD98059)를 넣었을 때 증식이 유의하게 억제되었다. 따라서 CXCL8 및 CCL2가 각각의 수용체에 결합한 신호는 ERK를 활성화시켜 전립선기질세포의 증식을 유도함을 알 수 있었다. 7. M-TCM을 투여한 전립선기질세포에서 FGF2, Cyclin D1의 발현이 증가되었으며, anti-apoptotic factor인 Bcl-2의 발현이 증가하였다.

이상의 결과를 종합하면 양성전립선비대 상피세포를 질편모충으로 자극시킨 염증반응물질은 비만세포를 활성화시키고, 활성화된 비만세포의 분비물질은 전립선기질세포의 증식을 일으켰다. 증식과정에서 CXCL8과 CCL2가 생산되고 각각의 수용체인 CXCR1과 CCR2의 발현이 증가되었으며, 각 chemokine 수용체들을 억제시켰을 때 증식이 감소되었으므로, 질편모충으로 감염시킨 양성전립선비대 상피세포와 비만세포의 crosstalk에 의한 전립선기질세포의 증식에는 CXCL8-CXCR1 및 CCL2-CCR2의 경로가 관여함을 알 수 있었다.|It has been known that chronic inflammation of prostate may induce benign prostatic hyperplasia and prostate cancer. Mast cells have been detected in chronic inflammatory infiltrates of the prostate. It seemed possible that the prostate epithelial cell-Trichomonas vaginalis interaction might affect the activity of mast cells present in the prostate. Also, it is expected that the activated mast cell may influence on biological functions of nearby tissues and cells. In this study, we tested whether mast cell reacted with the culture supernatant of benign prostatic hyperplasia epithelial cell (BPH-1) infected with T. vaginalis which could involved in proliferation of prostate stromal cell. CCL2, CXCL8, IL-6 and IL-1β productions were increased in BPH-1 cells incubated with live trichomonads. When the TCM (culture supernatant of BPH cell reacted with trichomonads) was added to mast cell in culture, β-hexosaminidase and CXCL8 expression were up-regulated. Also, M-TCM (culture supernatant of mast cells incubated with TCM) showed higher chemotactic activity for mast cell and monocyte than that of TCM (p < 0.05). When prostate stromal cells were incubated with M-TCM, the stromal cells showed stronger proliferative activity than that of untreated cells. The proliferated stromal cells induced expressions of chemokines (CXCL8 & CCL2) and each of their receptors (CXCR1 & CCR2). And anti-CXCR1- and anti-CCR2- antibodies down-regulated chemokine that induced intracellular signaling involving MAPK/ERK and proliferative activity of prostate stromal cells. Moreover, FGF2, cyclin D1 and Bcl-2 expressions were increased in the proliferative stromal cell treated with M-TCM. Taken together, the inflammatory mediators made by BPH epithelial cells in response to infection by T. vaginalis induced mast cells activation. And then, the activated mast cells induced proliferation of the prostate stromal cell via CXCL8-CXCR1 and CCL2-CCR2 signal. This study suggested that proliferation of prostate stromal cells may be induced via crosstalk between mast cells and benign prostatic hyperplasia epithelial cells infected with Trichomonas vaginalis.; It has been known that chronic inflammation of prostate may induce benign prostatic hyperplasia and prostate cancer. Mast cells have been detected in chronic inflammatory infiltrates of the prostate. It seemed possible that the prostate epithelial cell-Trichomonas vaginalis interaction might affect the activity of mast cells present in the prostate. Also, it is expected that the activated mast cell may influence on biological functions of nearby tissues and cells. In this study, we tested whether mast cell reacted with the culture supernatant of benign prostatic hyperplasia epithelial cell (BPH-1) infected with T. vaginalis which could involved in proliferation of prostate stromal cell. CCL2, CXCL8, IL-6 and IL-1β productions were increased in BPH-1 cells incubated with live trichomonads. When the TCM (culture supernatant of BPH cell reacted with trichomonads) was added to mast cell in culture, β-hexosaminidase and CXCL8 expression were up-regulated. Also, M-TCM (culture supernatant of mast cells incubated with TCM) showed higher chemotactic activity for mast cell and monocyte than that of TCM (p < 0.05). When prostate stromal cells were incubated with M-TCM, the stromal cells showed stronger proliferative activity than that of untreated cells. The proliferated stromal cells induced expressions of chemokines (CXCL8 & CCL2) and each of their receptors (CXCR1 & CCR2). And anti-CXCR1- and anti-CCR2- antibodies down-regulated chemokine that induced intracellular signaling involving MAPK/ERK and proliferative activity of prostate stromal cells. Moreover, FGF2, cyclin D1 and Bcl-2 expressions were increased in the proliferative stromal cell treated with M-TCM. Taken together, the inflammatory mediators made by BPH epithelial cells in response to infection by T. vaginalis induced mast cells activation. And then, the activated mast cells induced proliferation of the prostate stromal cell via CXCL8-CXCR1 and CCL2-CCR2 signal. This study suggested that proliferation of prostate stromal cells may be induced via crosstalk between mast cells and benign prostatic hyperplasia epithelial cells infected with Trichomonas vaginalis.