[학위논문]Human HK-2 세포에서 과산화수소에 의해 유도되는 세포사멸에 대한 산화화원조절단백 APE1/Ref-1의 역할 Role of APE1/Ref-1 in hydrogen peroxide-induced apoptosis in human renal HK-2 cells원문보기
김하연
(Chonnam National University
Department of Medical Science
국내박사)
산 화 환 원 조 절 단 백 (Apurinic/apyrimidinic endonuclease-1/redox factor-1, APE1/Ref-1)인 APE1/Ref-1은 산화 환원 조절 부위와 DNA 수리 부위를 포함한 318개의 아미노산으로 구성된 다기능 단백질로 주로 핵 속에 위치하면서 유전인자 손상의 복구 및 전사 인자의 활성을 조절하는 것으로 알려져 있다. APE1/Ref-1 은 여러 종류의 암, 심혈관 질환, 퇴행성 ...
산 화 환 원 조 절 단 백 (Apurinic/apyrimidinic endonuclease-1/redox factor-1, APE1/Ref-1)인 APE1/Ref-1은 산화 환원 조절 부위와 DNA 수리 부위를 포함한 318개의 아미노산으로 구성된 다기능 단백질로 주로 핵 속에 위치하면서 유전인자 손상의 복구 및 전사 인자의 활성을 조절하는 것으로 알려져 있다. APE1/Ref-1 은 여러 종류의 암, 심혈관 질환, 퇴행성 뇌혈관 질환 등에서 많은 연구가 이루어졌으나, 신장질환의 연구는 아직까지 없는 실정이다. 본 연구에서는 APE1/Ref-1이 신장에서 발현 여부를 확인하고, Human proximal tubule cell 인 Human HK-2 세포에서 과산화수소에 의해 유도되는 세포 사멸에 대한APE1/Ref-1의 역할을 알아보고자 한다. 정상 실험 쥐 신장 에서 immunohistochemistry를 통해 APE1/Ref-1 이 사구체 보다는 신 세뇨관에 주로 존재한다는 것을 확인하였다. APE1/Ref-1 발현 형광 강도는 근위 세뇨관에서 가장 높았고, 외측 수질, 내측 수질 순이었다. 급성 신 손상 모델인 ischemia-reperfusion (I/R) injury 모델에서, 세포 사멸의 표지자 (Bax / Bcl2 ratio, cleaved caspase) 와 함께 APE1/Ref-1의 발현이 증가되었다. HK-2 세포에서 지속적인 APE1/Ref-1과발현을 위해 stable cell line 을 제작하였다. APE1/Ref-1항진은 세포 사멸의 표지자인 Bax / Bcl-2의 비율을 증가 시켰다. 또한 1 mM 과산화수소에 노출 된 HK-2 세포에서 APE1/Ref-1를 억제시키는 siRNA를 처리하였을 때 Bax/Bcl-2의 비율은 감소하였다. APE1/Ref-1이 과발현되는 것은 과산화수소를 처리하는 것과 마찬가지로, p-ErK1, p38, JNK1/2 및 NF-κB의 발현을 증가시켰다. NF-κB의 프로모터 활성은 HK-2 세포에서 과산화수소에 노출 된 후에 증가하였으며, 이 증가는 APE1 / Ref-1 억제에 의해 약화되었다. 본 연구는 APE1 / Ref-1 억제제가 허혈-재관류 신장 손상과 같은 급성 신장 손상의 새로운 치료 표적이 될 수 있음을 시사하는 바이며, APE1/Ref-1 이 신장의 세포사멸에서 NF-κB 신호전달 경로를 통하여 관여함을 제시하였다.
산 화 환 원 조 절 단 백 (Apurinic/apyrimidinic endonuclease-1/redox factor-1, APE1/Ref-1)인 APE1/Ref-1은 산화 환원 조절 부위와 DNA 수리 부위를 포함한 318개의 아미노산으로 구성된 다기능 단백질로 주로 핵 속에 위치하면서 유전인자 손상의 복구 및 전사 인자의 활성을 조절하는 것으로 알려져 있다. APE1/Ref-1 은 여러 종류의 암, 심혈관 질환, 퇴행성 뇌혈관 질환 등에서 많은 연구가 이루어졌으나, 신장질환의 연구는 아직까지 없는 실정이다. 본 연구에서는 APE1/Ref-1이 신장에서 발현 여부를 확인하고, Human proximal tubule cell 인 Human HK-2 세포에서 과산화수소에 의해 유도되는 세포 사멸에 대한APE1/Ref-1의 역할을 알아보고자 한다. 정상 실험 쥐 신장 에서 immunohistochemistry를 통해 APE1/Ref-1 이 사구체 보다는 신 세뇨관에 주로 존재한다는 것을 확인하였다. APE1/Ref-1 발현 형광 강도는 근위 세뇨관에서 가장 높았고, 외측 수질, 내측 수질 순이었다. 급성 신 손상 모델인 ischemia-reperfusion (I/R) injury 모델에서, 세포 사멸의 표지자 (Bax / Bcl2 ratio, cleaved caspase) 와 함께 APE1/Ref-1의 발현이 증가되었다. HK-2 세포에서 지속적인 APE1/Ref-1과발현을 위해 stable cell line 을 제작하였다. APE1/Ref-1항진은 세포 사멸의 표지자인 Bax / Bcl-2의 비율을 증가 시켰다. 또한 1 mM 과산화수소에 노출 된 HK-2 세포에서 APE1/Ref-1를 억제시키는 siRNA를 처리하였을 때 Bax/Bcl-2의 비율은 감소하였다. APE1/Ref-1이 과발현되는 것은 과산화수소를 처리하는 것과 마찬가지로, p-ErK1, p38, JNK1/2 및 NF-κB의 발현을 증가시켰다. NF-κB의 프로모터 활성은 HK-2 세포에서 과산화수소에 노출 된 후에 증가하였으며, 이 증가는 APE1 / Ref-1 억제에 의해 약화되었다. 본 연구는 APE1 / Ref-1 억제제가 허혈-재관류 신장 손상과 같은 급성 신장 손상의 새로운 치료 표적이 될 수 있음을 시사하는 바이며, APE1/Ref-1 이 신장의 세포사멸에서 NF-κB 신호전달 경로를 통하여 관여함을 제시하였다.
Apurinic/apyrimidinic endonuclease 1/redox factor-1 (APE1/Ref-1) is multipotent protein that plays essential roles in cellular responses to oxidative stress and is associated with the pathogenesis of neurodegenerative disorders, cancer, and cardiovascular disease. However, the role of APE1/Ref-1 in ...
Apurinic/apyrimidinic endonuclease 1/redox factor-1 (APE1/Ref-1) is multipotent protein that plays essential roles in cellular responses to oxidative stress and is associated with the pathogenesis of neurodegenerative disorders, cancer, and cardiovascular disease. However, the role of APE1/Ref-1 in acute kidney injury has not yet been identified. Here, I investigated the role of APE1/Ref-1 in ischemia-reperfusion (I/R) injury in rat kidneys and hydrogen peroxide (H2O2)-induced renal tubular apoptosis. The results showed that APE1/Ref-1 was predominantly localized in the nucleus in kidney tubule cells but was not expressed in the glomerulus. APE1/Ref-1 expression was highest in the cortex, moderate in the outer medulla, and lowest in the inner medulla. In renal I/R injury, the levels of APE1/Ref-1 protein was increased compared with that in kidneys subjected to sham operation. Overexpression of APE1/Ref-1 in human proximal epithelial tubule (HK-2) cells enhanced the Bax/Bcl-2 ratio as a marker of apoptosis. Conversely, suppression of APE1/Ref-1 expression by small interfering RNA (siRNA) in 1 mM H2O2-treated HK-2 cells decreased the Bax/Bcl-2 ratio and attenuated the phosphorylation of extracellular signal-regulated kinase (ERK1/2), p38, c-Jun N-terminal kinase (JNK1/2), and nuclear factor (NF)-κB. In HK-2 cells, the promoter activity of NF-κB was elevated following H2O2 exposure, and this effect was further enhanced by APE1/Ref-1 transfection. Thus, inhibition of APE1/Ref-1 with siRNA attenuated H2O2-induced apoptosis by modulation of mitogen-activated protein kinase pathways mediated by ERK, JNK, and p38 and the nuclear activation of NF-κB and pro-apoptotic factors.
Apurinic/apyrimidinic endonuclease 1/redox factor-1 (APE1/Ref-1) is multipotent protein that plays essential roles in cellular responses to oxidative stress and is associated with the pathogenesis of neurodegenerative disorders, cancer, and cardiovascular disease. However, the role of APE1/Ref-1 in acute kidney injury has not yet been identified. Here, I investigated the role of APE1/Ref-1 in ischemia-reperfusion (I/R) injury in rat kidneys and hydrogen peroxide (H2O2)-induced renal tubular apoptosis. The results showed that APE1/Ref-1 was predominantly localized in the nucleus in kidney tubule cells but was not expressed in the glomerulus. APE1/Ref-1 expression was highest in the cortex, moderate in the outer medulla, and lowest in the inner medulla. In renal I/R injury, the levels of APE1/Ref-1 protein was increased compared with that in kidneys subjected to sham operation. Overexpression of APE1/Ref-1 in human proximal epithelial tubule (HK-2) cells enhanced the Bax/Bcl-2 ratio as a marker of apoptosis. Conversely, suppression of APE1/Ref-1 expression by small interfering RNA (siRNA) in 1 mM H2O2-treated HK-2 cells decreased the Bax/Bcl-2 ratio and attenuated the phosphorylation of extracellular signal-regulated kinase (ERK1/2), p38, c-Jun N-terminal kinase (JNK1/2), and nuclear factor (NF)-κB. In HK-2 cells, the promoter activity of NF-κB was elevated following H2O2 exposure, and this effect was further enhanced by APE1/Ref-1 transfection. Thus, inhibition of APE1/Ref-1 with siRNA attenuated H2O2-induced apoptosis by modulation of mitogen-activated protein kinase pathways mediated by ERK, JNK, and p38 and the nuclear activation of NF-κB and pro-apoptotic factors.
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