Bacteroides fragilis enterotoxin으로 자극한 장상피세포에서 Lipocalin-2의 활성에 관한 연구

Abstract

Bacteroides fragilis 장내에서 정상 균 무리로 알려져 있다. 이들 중 각종 염증반응을 일으키는 enterotoxigenic B. fragilis (ETBF)이 보고 되고 있다. 이 세균에서 분비하는 독소인 B. fragilis enterotoxin (BFT)는 장점막에서 각종 염증반응을 일으킨다. 예를 들어 BFT를 장상피세포에 자극하면 친염증성 사이토카인인 Interleukin-8 (IL-8)과 antimicrobial factor인 Human beta defensin-2 (hBD-2)의 발현을 증가하는 것을 연구한 바 있다. 박테리아 침입 시 숙주세포에서는 Liopocalin-2 (LCN-2)를 분비하여 박테리아의의 철분 획득을 방해하여 선천성 면역반응에 기여한다. 따라서 enterotoxigenic B. fragilis 가 침입할 시에 인체장상피세포에서 LCN-2의 정확한 신호전달과정의 규명으로 인하여, 장내의 염증에 관련된 질병에서 인체 장상피세포의 면역병리기전 규명에 큰 역할을 할 것으로 기대된다. 본 연구에서는 BFT의 자극에 의한 장상피세포에서 antimicrobial peptide인 LCN-2의 발현 및 염증조절과 그에 따른 신호 경로를 추적하였다. 그 결과 BFT 자극을 받은 HT-29 장상피세포에서 LCN-2가 발현되었고 NF-κB 와 AP-1의 활성 또한 증가하였다. 한편 dominant negative IκBα plasmid를 포함하는 retrovirus를 transfection 시킨 HT-29 장상피세포에서는 BFT 자극에 의해 LCN-2 유전자 발현은 증가하였지만, AP-1 활성 억제제를 전처리 하였을 때는 LCN-2 유전자 발현이 감소하였다. 또한 BFT 자극을 가한 HT-29 장상피세포에서 IκB kinase (IKK) 활성이 증가하였고, 특이적인 억제제를 처리한 결과 LCN-2의 발현이 감소하였다. 따라서 IKK가 antimicrobial peptide인 LCN-2의 발현에 밀접한 연관 관계가 있음을 알 수 있었다. 결론적으로, ETBF가 생성하는 BFT는 장상피세포를 자극하여 LCN-2의 유전자 발현을 증가시키고, 그 기전으로 IKK를 통한 AP-1의 신호전달 경로가 관여할 가능성을 확인하였다.