[논문]NQO1 (NAD(P)H:quinone oxidoreductase 1)에 의한 대식세포 활성화 억제

훙지; 장펑; 윤이나; 김호

doi:10.5352/jls.2017.27.8.873

NQO1 (NAD(P)H:quinone oxidoreductase 1)에 의한 대식세포 활성화 억제
Inhibitory Effect of NAD(P)H:Quinone Oxidoreductase 1 on the Activation of Macrophages 원문보기

생명과학회지 = Journal of life science, v.27 no.8 = no.208, 2017년, pp.873 - 878

훙지 (대진대학교 자연과학대학 생명화학부 생명과학전공) , 장펑 (대진대학교 자연과학대학 생명화학부 생명과학전공) , 윤이나 (대진대학교 자연과학대학 생명화학부 생명과학전공) , 김호 (대진대학교 자연과학대학 생명화학부 생명과학전공)

초록
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본 연구는 대식세포 활성화 과정에서 NQO1의 역할을 확인하는 것이다. 대식세포의 활성화 정도는 배양액으로 분비하는 IL-6와 $TNF-{\alpha}$ 양을 측정하여 평가하였다. 먼저 NQO1 WT 생쥐와 NQO1 KO 생쥐에서 각각 분리한 복강대식세포의 활성화 정도를 비교해 보았다. 특이하게도 NQO1 KO 복강대식세포가 NQO1 WT에 비해서 더 높게 활성화되어 있었다. 또한 일반 생쥐의 복강대식세포에 NQO1 억제제(dicumarol)을 처치한 경우에도 강한 활성이 유도됨을 확인하였다. Dicumarol을 처치한 RAW264.7 (대식세포주)에 서도 강한 활성화가 관찰되었다. 이는 NQO1이 대식세포의 활성화 과정을 억제하는 경로와 연관되어 있음을 보여준다. 더욱이 dicumarol을 처치하여 NQO1의 기능을 억제시킨 다양한 대식세포에서 $I{\kappa}B$ 단백질이 유의하게 감소한다는 사실을 확인하였다. 대식세포 활성화 과정을 매개하는 주요 신호분자가 $NF{\kappa}B$이며 이 분자에 대한 억제자가 $I{\kappa}B$라는 사실들을 감안할 때, NQO1의 기능이 $I{\kappa}B$ 단백질변성 억제와 연관되어 있으며 이를 통해 대식세포의 활성화를 차단했을 가능성이 있다. 본 연구는 향 후 대식세포 활성화 과정을 조절하는 NQO1의 역할을 규명하는데 있어서 중요한 기초 결과가 될 것이다.

Abstract ▼ AI-Helper

We previously reported that NAD(P)H:quinone oxidoreductase 1 (NQO1)-knockout (KO) mice exhibited spontaneous inflammation in the gut. We also found that NQO1-KO mice showed highly increased inflammatory responses compared with NQO1-WT control mice when subjected to DSS-induced experimental colitis. In a Clostridium difficile toxin-induced mouse enteritis model, NQO1-KO mice were also sensitive compared with NQO1-WT mice. Moreover, numerous studies have shown that NQO1 is functionally associated with immune regulation. Here, we assessed whether NQO1 defects can alter macrophage activation. We found that peritoneal macrophages isolated from NQO1-KO mice produced more IL-6 and $TNF-{\alpha}$ than those isolated from NQO1-WT mice. Moreover, the dicumarol-induced inhibition of NQO1 significantly increased IL-6 and $TNF-{\alpha}$ production in peritoneal macrophages isolated from NQO1-WT mice, as well as in the cultured mouse macrophage cell line, RAW264.7. These results indicate that NQO1 may negatively regulate the activation of macrophages. Knockout or chemical inhibition of NQO1 markedly reduced the expression of $I{\kappa}B$ (inhibitor of $NF{\kappa}B$) in both mouse peritoneal macrophages and RAW264.7 cells. Finally, RAW264.7 cells treated with dicumarol exhibited morphological changes reflecting macrophage activation. Our results suggest that NQO1 may suppress the $NF{\kappa}B$ pathways in macrophages, thereby suppressing the activation of these cells. Thus, immunosuppressive activity may be among the many possible functions of NQO1.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구에서는 NQO1이 대식세포 활성화를 낮추는 억제효능을 가지는지를 확인해보고자 하였다. 이를 위해, NQO1 KO 생쥐의 복강에서 분리한 복강대식세포의 활성화 정도를 NQO1 WT 생쥐와 비교해 보았다.

제안 방법

이를 위해, NQO1 KO 생쥐의 복강에서 분리한 복강대식세포의 활성화 정도를 NQO1 WT 생쥐와 비교해 보았다. 또한 정상 생쥐의 복강에서 분리한 복강대식세포에 NQO1 억제제(dicumarol)를 처치한 다음 활성화 정도를 비교하였다. 마지막으로 대식세포주인 RAW264.
또한 정상 생쥐의 복강에서 분리한 복강대식세포에 NQO1 억제제(dicumarol)를 처치한 다음 활성화 정도를 비교하였다. 마지막으로 대식세포주인 RAW264.7 세포에 dicumarol을 처치한 후 상기 변화들을 재검증 해보았다. 본 연구는 향후 대식세포 활성화 과정을 조절하는 NQO1의 역할을 연구하는데 기초가 될 것으로 기대한다.

대상 데이터

IκB와 β-actin 항체 등은 Santa Cruz biotech (USA)으로부터 구매하였다. Dicumarol과 Avertin 마취제 등은 Sigma Aldrich (USA)에서 구매하여 사용하였다. IL-6와 TNF-α ELISA (enzyme-linked immunosorbent assay) kit는 R&D System (USA)에서 구매하여 사용하였다[13].
생쥐의 macrophage-like cell line인 RAW264.7 세포는 ATCC (USA)에서 구매하여 사용하였고 Dulbecco’s modified Eagle’s medium (DMEM) 배양액(invitrogen, USA)에 10% FBS (Invitrogen, USA)을 첨가하여 CO₂ 배양기에서 배양하였다[7]. Confluence 상태에서 배지와 비부착세포를 제거하고 새로운 배지를 가하여 24시간 배양한 후, rubber policeman으로 세포를 모아 3회 수세하고 생존 세포의 수를 세었다.

데이터처리

모든 실험은 3회 반복으로 행하여 표준오차로 나타내었고 SIGMA-STAT professional statistics software program (Jandel Scientific Software, USA)의 t-test를 이용하여 유의성을 검정하였다.

성능/효과

우리는 이전 연구에서 NQO1 KO 생쥐에서 관찰되는 대장 염증이 점막을 구성하는 상피세포들의 밀착연접 감소에 기인함을 보고하였다[14]. 그러나 NQO1 KO 생쥐에서 분리한 대식세포가 과잉 활성화되어 있다는 본 연구결과를 감안할 때, NQO1 KO 생쥐 대장에서 관찰된 염증반응이 점막 상피세포 장벽기능 소실과 더불어 대식세포의 과잉 활성화에 기인한 복합적인 원인이라고 추측할 수 있다.
3B). 비활성형 대식세포의 일반적인 형태로 알려진 둥근 원형 모양이[12] dicumarol 처치로 인해서 많은 돌기를 포함하는 확장된(spreading) 구조의 활성형[12]으로 변한다는 사실도 확인하였다(Fig. 3C).
앞서 결과처럼, dicumarol 50 μM 농도에서부터 IκB 단백질 감소가 나타났다. 이상의 결과는 dicumarol에 의해 NQO1가 억제되면 NFκB 전사인자가 작동하여 대식세포의 활성이 증가했음을 보여준다.

후속연구

7 세포에 dicumarol을 처치한 후 상기 변화들을 재검증 해보았다. 본 연구는 향후 대식세포 활성화 과정을 조절하는 NQO1의 역할을 연구하는데 기초가 될 것으로 기대한다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	NQO1 유전자 돌연변이는 누구에게 높은 빈도로 나타나는가?	NQO1의 기능은 또한 면역질환과 연관되어 있다고 알려져 있다[4]. 손상된 면역반응을 보이는 환자나 자가면역질환 환자들에게서 NQO1 유전자 돌연변이가 높은 빈도로 확인된다[22, 25]. 더욱이 NQO1과 NQO2가 각각 결핍된 생쥐에서, 말초혈액 속 B세포 수와 배중심(germinal center) 세포들의 면역 활성이 크게 감소되어 있음이 보고되었다[4].
	NAD란?	NAD(P)H:quinone oxidoreductase 1 (NQO1)은 세포질에 존재하며 플라보 단백질로서 quinone 화합물과 그 유도체를 환원시키거나 독성을 낮추는 역할을 하는 것으로 알려져 있다[1, 5, 11, 17, 19, 20]. 이 과정은 활성산소(reactive oxygen species)에 의한 세포 독성을 감소시키기도 한다[3, 5, 16].
	NAD가 플라보 단백질로서 quinone 화합물과 그 유도체를 환원시키거나 독성을 낮추는 과정에서 어떤 효과를 보는가?	NAD(P)H:quinone oxidoreductase 1 (NQO1)은 세포질에 존재하며 플라보 단백질로서 quinone 화합물과 그 유도체를 환원시키거나 독성을 낮추는 역할을 하는 것으로 알려져 있다[1, 5, 11, 17, 19, 20]. 이 과정은 활성산소(reactive oxygen species)에 의한 세포 독성을 감소시키기도 한다[3, 5, 16]. 한편 종양형성 과정에서 NQO1은 세포를 보호하는 것으로도 알려져 있다[23, 27, 28].

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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