인체 전립선상피세포 (RWPE-1)에서 ERK1/2와 p38MAPK 신호전달체계를 통한 아연의 human β-defensin-2 (HBD-2) 발현 조절 Zinc induces LPS-mediated upregulation of HBD-2 via ERK1/2 and p38MAPK signaling pathways in human prostate epithelial cells원문보기
김민수
(Chung-Ang University
Major in Urology, Department of Medical Science
국내박사)
아연은 선천 면역 및 획득 면역에 중추적인 역할을 담당하며, 전립선내에 고농도로 존재하는 미량 원소이다. 전립선상피세포가 아연을 다량 포함하고 있지만, 아직까지 전립선상피세포의 세균감염에 대한 아연의 정확한 기능에 대한 연구는 이루어지지 않았다. 따라서 본 저자는 인체 전립선상피세포의 세균감염에 대한 숙주방어기전에서 아연의 역할을 밝히고자 하였다. 전립선상피세포주 RWPE-1을 이용하여 lipopolysaccharide (LPS)에 의해 유도된 human β ...
아연은 선천 면역 및 획득 면역에 중추적인 역할을 담당하며, 전립선내에 고농도로 존재하는 미량 원소이다. 전립선상피세포가 아연을 다량 포함하고 있지만, 아직까지 전립선상피세포의 세균감염에 대한 아연의 정확한 기능에 대한 연구는 이루어지지 않았다. 따라서 본 저자는 인체 전립선상피세포의 세균감염에 대한 숙주방어기전에서 아연의 역할을 밝히고자 하였다. 전립선상피세포주 RWPE-1을 이용하여 lipopolysaccharide (LPS)에 의해 유도된 human β defensin -2 (HBD-2)의 발현에 미치는 아연의 역할을 알아보기 위해 RWPE-1 세포주에 아연과 LPS을 투여한 후 역전사중합효소연쇄반응을 이용하여 HBD-2의 발현의 변화를 측정하였다. 또한 Western blot을 이용하여 아연이 p38 mitogen-activated protein kinase (MAPK)와 extracellular signal regulated kinase 1/2 (ERK1/2) 신호전달체계에 영향을 주는지에 대해서도 연구하였다. 더 나아가 아연에 의해 유도된 HBD-2의 상향조절이 p38MAPK와 ERK1/2 신호전달체계에 의해 이루어지는지를 밝혀내기 위해 ERK1/2 억제제 (U0126) 및 p38MAPK 억제제 (SB203580)을 처리한 후 정량적 실시간 역전사중합효소연쇄반응과 면역화학적 염색을 통해 각각 HBD-2 mRNA와 protein의 발현을 분석하였다. RWPE-1 세포주에서 아연과 LPS을 동시에 처리한 군이 아연 및 LPS을 각각 단독으로 처리한 군보다 HBD-2의 발현이 증가함을 확인하였다. 또한 RWPE-1 세포에 아연을 처리하면 ERK1/2 와 p38MAPK 각각의 인산화 형태는 모두 유의하게 증가하였고, U0126 과 SB203580 처리시에 아연에 의해 유도된 HBD-2의 발현은 억제되었다. 이는 아연과 LPS에 의해 유도된 HBD-2의 상향조절은 p38MAPK 와 ERK1/2 신호전달체계의 활성화를 통해 이루어짐을 시사한다. 그러므로 아연은 전립선 면역체계에 중요한 역할을 하며 세균감염이 있는 전립선상피세포에서 ERK1/2와 p38MAPK 신호전달체계를 통해 HBD-2의 발현을 상향 조절한다.
아연은 선천 면역 및 획득 면역에 중추적인 역할을 담당하며, 전립선내에 고농도로 존재하는 미량 원소이다. 전립선상피세포가 아연을 다량 포함하고 있지만, 아직까지 전립선상피세포의 세균감염에 대한 아연의 정확한 기능에 대한 연구는 이루어지지 않았다. 따라서 본 저자는 인체 전립선상피세포의 세균감염에 대한 숙주방어기전에서 아연의 역할을 밝히고자 하였다. 전립선상피세포주 RWPE-1을 이용하여 lipopolysaccharide (LPS)에 의해 유도된 human β defensin -2 (HBD-2)의 발현에 미치는 아연의 역할을 알아보기 위해 RWPE-1 세포주에 아연과 LPS을 투여한 후 역전사 중합효소연쇄반응을 이용하여 HBD-2의 발현의 변화를 측정하였다. 또한 Western blot을 이용하여 아연이 p38 mitogen-activated protein kinase (MAPK)와 extracellular signal regulated kinase 1/2 (ERK1/2) 신호전달체계에 영향을 주는지에 대해서도 연구하였다. 더 나아가 아연에 의해 유도된 HBD-2의 상향조절이 p38MAPK와 ERK1/2 신호전달체계에 의해 이루어지는지를 밝혀내기 위해 ERK1/2 억제제 (U0126) 및 p38MAPK 억제제 (SB203580)을 처리한 후 정량적 실시간 역전사중합효소연쇄반응과 면역화학적 염색을 통해 각각 HBD-2 mRNA와 protein의 발현을 분석하였다. RWPE-1 세포주에서 아연과 LPS을 동시에 처리한 군이 아연 및 LPS을 각각 단독으로 처리한 군보다 HBD-2의 발현이 증가함을 확인하였다. 또한 RWPE-1 세포에 아연을 처리하면 ERK1/2 와 p38MAPK 각각의 인산화 형태는 모두 유의하게 증가하였고, U0126 과 SB203580 처리시에 아연에 의해 유도된 HBD-2의 발현은 억제되었다. 이는 아연과 LPS에 의해 유도된 HBD-2의 상향조절은 p38MAPK 와 ERK1/2 신호전달체계의 활성화를 통해 이루어짐을 시사한다. 그러므로 아연은 전립선 면역체계에 중요한 역할을 하며 세균감염이 있는 전립선상피세포에서 ERK1/2와 p38MAPK 신호전달체계를 통해 HBD-2의 발현을 상향 조절한다.
Zinc is a trace element that is pivotal for normal innate and adaptive immune functioning, and exists in high concentrations within the prostate. Although prostate epithelial cells contain abundant levels of zinc, the precise function of zinc during bacterial infection of the prostate epithelial cel...
Zinc is a trace element that is pivotal for normal innate and adaptive immune functioning, and exists in high concentrations within the prostate. Although prostate epithelial cells contain abundant levels of zinc, the precise function of zinc during bacterial infection of the prostate epithelial cells has not previously been examined. This study aimed to clarify the role of zinc in human prostate epithelial cell defense against bacterial infection. To explore the effect of zinc on lipopolysaccharide (LPS)-mediated induction of human β -defensin-2 (HBD-2), the normal human prostate epithelial cell lines (RWPE-1) were co-treated with zinc/LPS and HBD-2 mRNA expression was quantitated by reverse transcription polymerase chain reaction (RT-PCR). We also conducted a Western blot analysis to determine whether zinc stimulates p38 mitogen-activated protein kinase (MAPK) and extracellular signal-regulated kinase-1 and -2 (ERK1/2) signaling pathways. To investigate the involvement of the p38MAPK and ERK1/2 signaling pathways in zinc-mediated upregulation of HBD-2, quantitative real-time PCR and immunocytochemical staining were then used to quantify HBD-2 mRNA expression and protein production, respectively, which treated with either U0126 (ERK1/2 inhibitor) or SB203580 (p38MAPK inhibitor) prior to each analysis of HBD-2. Cotreatment of RWPE-1 cells with zinc/LPS upregulated HBD-2 expression to an even greater extent than either LPS alone or zinc alone. Moreover, treatment of RWPE-1 cells with zinc significantly increased both the total and phosphorylated forms of ERK1/2 and p38MAPK. Pharmacological inhibition of ERK1/2 and p38MAPK signaling via the inhibitors U0126 and SB203580 inhibited zinc-mediated upregulation of HBD-2. These data suggest that zinc-mediated activation of p38MAPK and ERK1/2 plays a role in zinc/LPS-mediated induction of HBD-2. These results strongly suggest that zinc plays an important role in the immune response of the prostate. Futhermore we demonstrate that zinc-mediated upregulation of HBD-2 expression upon bacterial infection of prostate epithelial cells involves the ERK1/2 and p38MAPK signaling pathways.
Zinc is a trace element that is pivotal for normal innate and adaptive immune functioning, and exists in high concentrations within the prostate. Although prostate epithelial cells contain abundant levels of zinc, the precise function of zinc during bacterial infection of the prostate epithelial cells has not previously been examined. This study aimed to clarify the role of zinc in human prostate epithelial cell defense against bacterial infection. To explore the effect of zinc on lipopolysaccharide (LPS)-mediated induction of human β -defensin-2 (HBD-2), the normal human prostate epithelial cell lines (RWPE-1) were co-treated with zinc/LPS and HBD-2 mRNA expression was quantitated by reverse transcription polymerase chain reaction (RT-PCR). We also conducted a Western blot analysis to determine whether zinc stimulates p38 mitogen-activated protein kinase (MAPK) and extracellular signal-regulated kinase-1 and -2 (ERK1/2) signaling pathways. To investigate the involvement of the p38MAPK and ERK1/2 signaling pathways in zinc-mediated upregulation of HBD-2, quantitative real-time PCR and immunocytochemical staining were then used to quantify HBD-2 mRNA expression and protein production, respectively, which treated with either U0126 (ERK1/2 inhibitor) or SB203580 (p38MAPK inhibitor) prior to each analysis of HBD-2. Cotreatment of RWPE-1 cells with zinc/LPS upregulated HBD-2 expression to an even greater extent than either LPS alone or zinc alone. Moreover, treatment of RWPE-1 cells with zinc significantly increased both the total and phosphorylated forms of ERK1/2 and p38MAPK. Pharmacological inhibition of ERK1/2 and p38MAPK signaling via the inhibitors U0126 and SB203580 inhibited zinc-mediated upregulation of HBD-2. These data suggest that zinc-mediated activation of p38MAPK and ERK1/2 plays a role in zinc/LPS-mediated induction of HBD-2. These results strongly suggest that zinc plays an important role in the immune response of the prostate. Futhermore we demonstrate that zinc-mediated upregulation of HBD-2 expression upon bacterial infection of prostate epithelial cells involves the ERK1/2 and p38MAPK signaling pathways.
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