ERK 경로의 억제를 통한 Cilostazol의 혈관 평활근 세포 증식 억제 효과

Abstract

동맥의 평활근 세포의 비정상인 이동과 증식은 동맥경화나 혈관 성형술 후의 재협착과 같은 혈관 질환의 병인 요소로 중요하다. 혈관의 손상으로 인한 죽종의 형성 동안 평활근 세포의 증식은 혈소판이나 혈관 평화근 세포로부터 방출되는 다수의 성장 인자로 인해 자극되어진다. 실로스타졸은 혈소판 내의 칼슘의 수치를 줄이고 cyclic AMP 수치를 증가시키는 phsphodiesterase 3 의 특이적인 저해제로 동맥압의 적응을 이끄는 혈소판 응축의 저해와 혈관 확장을 유도한다. 혈관 내피 세포에서의 실로스타졸의 효과는 다양한 메커니즘에 기인한다고 활발히 결과 보고가 이루어졌으나, 혈관 평활근 세포에서의 실로스타졸의 항증식 효과는 아직 뚜렷하게 밝혀지지 않았다. 이 연구에서, 우리는 실로스타졸이 어떠한 경로로 혈관 평활근 세포의 과증식을 억제하는 알아보기 위해, serum 을 이용한 분열을 이용하여 혈관 평활근 세포의 자극을 유도한 후 실로스타졸을 24 시간동안 농도별로 처리하였다. 그 결과, 우리는 실로스타졸이 이러한 자극을 농도 의존적으로 저해한다는 것을 MTT 분석, BrdU incorporation assay 를 통해 확인하였다. 그리고, 실로스타졸의 혈관 평활근 세포에 대한 항증식 효과의 메커니즘을 조사하기 위해, 혈관 평활근 세포에 serum 인 FBS 와 농도별로 실로스타졸을 처리하여 실로스타졸의 항증식 영향을 분석하고자 하였다. 그 결과, 혈관 평활근 세포의 비정상적인 증식을 억제하는 실로스타졸의 효과는 PI3K/Akt pathway 보다 ERK pathway 와 더 관련성이 있다는 것을 확인할 수 있었다. 이것은 ERK signal 의 upstream 인 c-Raf signal 을 통해서 다시 확인할 수 있었으며, 이 결과들을 바탕으로 실로스타졸이 혈관 평활근 세포를 억제하는 메커니즘은 ERK pathway 에 의한 것임을 증명할 수 있다. 결과적으로, 우리의 연구는 실로스타졸이 혈관 평활근 세포의 과증식을 억제하며 그것은 PI3K/Akt pathway 보다 ERK pathway 를 통해 일어나는 것임을 확인하였고 혈관의 평활근 세포의 비정상적인 증식에 있어서 실로스타졸이 좋은 약제가 될 수 있음을 제시할 수 있다.; The abnormal migration and proliferation of vascular smooth muscle cells (VSMCs) in arterial walls are important pathogenic factors of vascular disorders such as atherosclerosis and restenosis after angioplasty. During atherogenesis or in response to vessel injury, VSMC proliferation is induced by a number of peptide growth factors released from platelets and VSMCs. Cilostazol is a phosphodiesterase 3 inhibitor (PDE), which increases intracellular cyclic AMP levels and decreases intracellular Ca2+ levels in platelets, resulting in the inhibition of platelet aggregation and vasodilatation. Cilostazol is also known to have an inhibitory effect on proliferation of VSMCs. However, the antiproliferative effect of cilostazol on VSMCs has not yet been established. In the present study, we investigated whether antiproliferative nechanisms of cilostazol might be associated with the suppression of the Extracellular signal-regulated kinases (ERK) 1/2 and phosphatidylinositol 3 kinase (PI3K) signaling pathways. To confirm the antiproliferative effect of cilostazol on VSMCs, VSMCs, of which proliferation was induced by serum-induced mitogenesis, were treated with cilstoazol for 24hr. Cilostazol inhibited the VSMCs proliferation in a dose-dependent manner. To investigate whether the antiproliferative mechanism of cilostazol in VSMCs might be related with the suppression of the ERK 1/2 and PI3K pathways, expression of phosphorylated form of ERK1/2, Raf, Akt, and glycogen synthase kinase (GSK)-3 was evaluated with western blotting and we found that phosphorylated ERK1/2 and Raf were significantly reduced in a dose-dependent manner but phosphorylated Akt and GSK-3 were not changed. These results suggest that the suppression of the ERK 1/2 pathway, but not the PI3K pathway, is one of important mechanisms of antiproliferative effect of cilostazol on VSMCs.