질편모충 자극시 비만세포에 의한 TNF-α매개 염증반응

Abstract

비만세포는 중요한 면역세포 중의 하나이다. 비만세포는 기생선충 및 다른 기생충 감염에서 효과적으로 작용하는 세포이다. 질편모충증에서 감염된 여성의 질 도말(vaginal smears)과 질 점막에서 비만세포의 증가가 보고되었으며, 병리 조직에서 비만세포는 혈관주위에서 관찰되고, 자궁경부 상피세포 주변에서 비만세포 수가 증가됨이 관찰되었다. 그러나 질편모충에 의한 염증반응에서 인체비만세포의 역할이 알려진 바가 별로 없다. 이 연구에서는 질편모충(Trichomonas vaginalis)에 의한 염증 반응에서 비만세포의 역할을 알아보고자, 질편모충과 반응시킨 비만세포(Human mast cell, HMC-1)에서 분비되는 TNF-α 생산 및 그 생산에 관여되는 신호조절 기전을 알아보았다. 배양된 비만세포(Human mast cell, HMC-1)에 살아있는 질편모충을 반응시킨 후 PMA와 calcium ionophore A23187(PMACI)로 자극시켰을 때, 비만세포에서 분비되는 TNF-α 생산 및 그 생산에 관여하는 신호전달기전을 관찰하여 다음과 같은 결과를 얻었다.

1. HMC-1에 살아있는 질편모충을 반응시킨 후 PMACI로 자극시켰을 때, TNF-α 생산은 반응시간과 질편모충의 수가 증가함에 따라 증가하였다. 2. HMC-1에 살아있는 질편모충을 30분 반응시켰을 때 TLR2와 TLR4 mRNA발현이 증가하였으며, TLR4 단백질발현은 반응 후 3시간에 증가하였다. 3. ROS(hydrogen peroxide) 생산은 HMC-1에 질편모충과 PMACI로 자극하였을때 증가하였으며 NADPH oxidase inhibitor인 DPI를 처리하였을때 감소하였다. 4. HMC-1에 질편모충을 반응시키고 PMACI를 넣었을때 활성화된 MAPK(phospho-p38, phospho-JNK, phospho-ERK)가 증가되었으며 phospho-NF-κB p65활성도 증가되었다. 5. 비만세포를 질편모충으로 반응시키기 전에 anti-TLR2 antibody, anti-TLR4 antibody, ROS 억제제인 DPI, MAPK 억제제 (p38 억제제(SB203580), ERK 억제제 (PD98059), JNK 억제제(SP600125)) 및 NF-κB 억제제 (PDTC, Bay11-7082)를 전처리하였을 때 아무 처리하지 않은 대조군에 비해 TNF-α생산이 뚜렷하게 감소되어 (p<0.05), TLR2, TLR4, ROS, MAPK, NF-κB가 TNF-α 생산에 관여함을 확인하였다. 6. TNF-α생산에 관여하는 신호전달 체계에 있어서 ERK와 ROS중 어떤 molecule이 upstream에 위치하는지 확인하기 위해, ROS 억제제인 DPI 전처리시 ERK 발현이 유의하게 감소되었으며, ERK 억제제인 PD98059를 전처리 하였을때 ROS의 생산에 영향을 주지 않아 ROS가 ERK보다 signal pathway의 upstream에 위치하는 것으로 추측되었다. 한편 ROS 억제제처리에 의해 p38 MAPK 발현이 감소되며, p38 MAPK억제제를 전처리하였을때 ROS 생산이 감소되어 ROS와 p38 MAPK는 상호 의존적으로 영향을 줌을 알수 있었다. 7. TNF-α가 포함된 HMC-1 conditioned medium (HMC-1에 질편모충을 처리한 배양상청액)은 비만세포 및 호중구의 이동을 증가시켰다.

이상의 결과를 종합할 때, 이 연구에서는 질편모충에 의한 염증반응에서 인체비만세포의 역할을 알아보고자 비만세포에 질편모충으로 자극시켰을 때 분비되는 TNF-α 생산에 관여되는 신호조절 기전을 알아보았는데, 비만세포에 질편모충을 자극시키면 TLR2와 TLR4를 통해 신호가 전달되어 ROS 생산을 증가시키고, 이어서 MAPK와 NF-κB을 활성화시켜 TNF-α생산을 증가시키는 것으로 생각되며, 생산된 TNF-α을 포함한 염증매개물질은 호중구 및 비만세포의 이동을 증가시켜 염증 반응에 관여하는 것으로 생각된다.