폐 상피세포에서 NF-${\kappa}B/I{\kappa}B$ 경로에 의한 염증매개 사이토카인의 발현

박계영,이승희,황보빈,임재준,이춘택,김영환,한성구,심영수,유철규,Park, Gye-Young,Lee, Seung-Hee,HwangBo, Bin,Yim, Jae-Joon,Lee, Choon-Taek,Kim, Young-Whan,Han, Sung-Koo,Shim, Young-Soo,Yoo, Chul-Gyu 대한결핵및호흡기학회 2000 Tuberculosis and Respiratory Diseases Vol.49 No.3

연구배경 : 염증매개 사이토카인은 염증성 폐질환의 중요한 매개물질이다. 폐 상피세포는 염증세포에서 분비되는 사이토카인에 의해 interleukin, chemokines, colony stimulating factors와 growth factor등을 생산 및 분비함으로써 국소 염증 부위에서의 사이토카인 network에 중요한 역할을 한다. 따라서 폐 상피세포에서 염증매개 사이토카인의 발현 기전에 대한 이해는 염증성 폐질환의 기전규명과 이에 기초한 새로운 치료법의 개발에 생각된다. 대부분의 사이토카인은 NF-${\kappa}B$전사인자에 의해 발현되는데 폐 상피세포에서 염증매개 사이토키인의 발현과 NF-${\kappa}B/I{\kappa}B$ 경로와의 관련성에 관한 연구는 부족한 실정이다. 방법 : BEAS-2B, A549, NCI-H157, NCI-H719 세포에서 IL-1$\beta$와 TNF-$\alpha$ 자극에 의한 IL-8과 TNF-$\alpha$ mRNA의 발현 양상을 평가하였고 이들의 발현과 관찰하였고 NF-${\kappa}B/I{\kappa}B$ 경로와의 관련성을 평가하기 위하여 IL-l$\beta$와 TNF-$\alpha$ 자극에 의한 NF-${\kappa}B$의 활성화 및 $I{\kappa}B{\alpha}$와 $I{\kappa}B{\beta}$의 분해 양상을 관찰하였다. 폐 상피세포의 종류에 따른 NF-${\kappa}B/I{\kappa}B$ 경로 조절의 기전을 규명하고자 IL-1$\beta$와 TNF-$\alpha$ 자극에 의한 $I{\kappa}B{\alpha}$의 인산화와 기저상태에서 IKK$\alpha$의 발현을 평가하였다. 결과 : BEAS-2B, A549, NCI-H157 세포에서는 IL-1$\beta$와 TNF-$\alpha$ 자극으로 $I{\kappa}B{\alpha}$와 $I{\kappa}B{\beta}$가 분해되었고 NF-${\kappa}B$의 활성화가 관찰되었으며 IL-8과 TNF-$\alpha$mRNA의 발현이 유도되었다. NCI-H719 세포에서는 IL-1$\beta$와 TNF-$\alpha$ 자극으로 $I{\kappa}B$ 분해에 의한 NF-${\kappa}B$의 활성화 및 염증매개 사이토카인의 발현이 관찰되지 않았다. BEAS-2B, A549, NCI-H157 세포에서는 IL-1$\beta$와 TNF-$\alpha$ 자극으로 ${\kappa}B$의 인산화가 관찰되었지만 NCI-H719 세포에서는 관찰되지 않았다. 기저상태의 IKK$\alpha$ 발현은 세포간에 차이가 관찰되지 않았다. 결론 : 폐 상피세포에서 NF-${\kappa}B/I{\kappa}B$ 경로는 염증매개 사이토카인 발현에 매우 중요한 역할을 하고, 일부 세포에서는 NF-${\kappa}B/I{\kappa}B$ 경로 조절의 차이를 보이는데 이는 IKK보다 상위 단계의 세포내 신호전달체계의 이상에 기인한 것으로 생각된다. Background : The importance of pro-inflammatory cytokines, especially tumor necrosis factor $\alpha$ (INF-$\alpha$) and interleukin-1$\beta$ (IL-1$\beta$), have been extensively documented in the generation of inflammatory lung disease. Lung epithelial cells are also actively involved in initiating and maintaining inflammation by producing pro-inflammatory mediators. Understanding the mechanism of pro-inflammatory cytokine expression in lung epithelial cells is crucial to the development of new therapeutic modalities for inflammatory lung disease. Transcription of most pro-inflammatory cytokines is dependent on the activation of NF-${\kappa}B$. However, the relationship between pro-inflammatory cytokine expression and NF-${\kappa}B/I{\kappa}B$ pathway in lung epithelial cells is not clear. Methods : BEAS-2B, A549, Na-H157, NCI-H719 cells were stimulated with IL-$1{\beta}$ or TNF-$\alpha$ at various times, and then IL-8 and TNF-$\alpha$mRNA expressions were assayed by Northern blot analysis. IL-$1{\beta}$ or TNF-$\alpha$-induced NF-${\kappa}B$ activation was assessed by the nuclear translocation of p65 NF-${\kappa}B$ subunit. The degradation of $I{\kappa}B{\alpha}$ and $I{\kappa}B{\beta}$ by IL-$1{\beta}$ or TNF-$\alpha$stimulation was assayed by Western blot analysis. The phosphorylation of $I{\kappa}B{\alpha}$ was evaluated by Western blot analysis after pre-treating cells with proteasome inhibitor followed by IL-$1{\beta}$ or TNF-$\alpha$ stimulation. The basal level of IKK $\alpha$ expression was evaluated by Western blot analysis. Results: $I{\kappa}B{\alpha}$ and $I{\kappa}B{\alpha}$ was rapidly degraded after 5 minutes of incubation with IL-$1{\beta}$ or TNF-$\alpha$ in BEAS-2B, A549, and NCI-H157 cells. The activation of NF-${\kappa}B{\alpha}$ and the induction of IL-8 and TNF-$\alpha$ mRNA expression were observed by IL-$1{\beta}$ or TNF-$\alpha$ stimulation in these cells. In contrast, neither the changes in NF-${\kappa}B/I{\kappa}B$ pathway nor IL-8 and TNF-$\alpha$mRNA expression was induced by IL-$1{\beta}$ or TNF-$\alpha$ stimulation in NCI-H719 cells. IL-$1{\beta}$ and TNF-$\alpha$-induced $I{\kappa}B$ phosphorylation was observed in BEAS-2B, A549, and NCI-H157 cells, but not in NCI-H719 cells. The basal level of IKK$\alpha$ expression was not different between cell. Conclusion : NF-${\kappa}B/I{\kappa}B$ pathway plays an important role in the expression of pro-inflammatory cytokine in most lung epithelial cells. The absence of the effect on NF-${\kappa}B/I{\kappa}B$ pathway in NCI-H719 cells sæms to be due to the defect in the intracellular signal transduction pathway upstream to IKK.

A549 폐암세포주의 방사선-유도성 세포사에서 NF-${\kappa}B$ 활성화 및 cIAP 발현

이계영,곽상준,Lee, Kye Young,Kwak, Shang-June 대한결핵및호흡기학회 2003 Tuberculosis and Respiratory Diseases Vol.55 No.5

연구배경 : 세포에 방사선을 조사하면 세포사멸과 함께 AP-l, NF-${\kappa}B$와 같은 여러 전사인자가 활성화 되는 것으로 알려져 있다. 이중 염증과 면역반응의 중요한 전사인자인 NF-${\kappa}B$는 항아포프토시스의 기능이 있으며 NF-${\kappa}B$ 활성화를 차단함으로써 TNF-${\alpha}$나 daunorubicine 등에 의 한 항암효과를 상승시킬 수 있음이 밝혀져 있다. NF-${\kappa}B$의 항아포프토시스 기전은 NF-${\kappa}B$ 의존성 단백질인 cIAPI, 2의 전사발현 유도에 의한 것으로 cIAPl, 2는 caspase 3, 7, pro-caspase-9의 활성을 차단함으로써 아포프토시스를 억제하는 것으로 알려져 있다. 이에 저자들은 방사선 유도성 세포사멸에 비교적 내성을 보이는 A549 세포주에서 방사선에 의한 NF-${\kappa}B$ 활성화와 그에 따른 cIAP 발현유도를 조사하고 NF-${\kappa}B$ 활성화를 차단하여 방사선 유도성 세포사멸의 감작효과를 확인하기 위하여 본 연구를 시행하였다. 방 법 : 세포주는 A549 폐암세포주를 이용하였고, 방사선 조사는 Varian사의 Clinac 1800C 선형가속기를 이용하였으며 조사량은 10GY를 사용하였다. 세포독성 검사는 MTT Assay를 이용하였고, NF-${\kappa}B$ 활성화 검사는 luciferase reporter gene assay, electromobility shift assay, $I{\kappa}B-{\alpha}$ degradation에 대한 westem blot을 이용하였다. NF-${\kappa}B$활성을 차단하기 위하여 proteosome inhibitor인 MGI32와 $I{\kappa}B{\alpha}$-superrepressor plasmid를 transfection한 안정적 세포주 A549-$I{\kappa}B{\alpha}$-superrepressor를 이용하였다. cIAP의 발현은 RT-PCR을 이용하였고, cIAP2 promoter 활성은 NF-${\kappa}B$ site를 포함한 cIAP2 유전자 5' f1anking region(1.4kb)을 pGL2-Basic luciferase vector에 cloning 한 construct를 사용하여 transfection 후 luciferase assay를 시행하였다. 결 과 : A549 cell에서 10Gy 방사선 조사에 의한 세포독성은 24hr, 48hr에 각각 $10.82{\pm}.3%$, $17.7{\pm}6.4%$로 비교적 내성이 있음을 확인하였다. 방사선에 의한 NF-${\kappa}B$의 활성은 $I{\kappa}B-{\alpha}$ 분해에 대한 western blot과 EMSA로 확인하였으며 luciferase assay에서도 약 1.6 배 정도의 NF-${\kappa}B$ 활성화가 있었다. NF-${\kappa}B$활성을 차단하기 위해 사용한 MG132는 방사선 유도성 세포사멸에 영향을 주지 않았으며 A549-$I{\kappa}B{\alpha}$-superrepressor 세포주에서도 세포사멸의 감작효과는 없었다. 또한 RT-PCR 결과 방사선에 의한 cIAP1,2 mRNA 발현유도는 관찰되지 않았고 cIAP2 promoter luciferase assay에서도 cIAP2 전사활성 유도는 없었다. 결 론 : A549 폐암세포주에서 방사선에 의해 NF-${\kappa}B$의 활성화는 확인하였으나 활성화 정도가 미약하였고 NF-${\kappa}B$ 의존성 항아포프토시스 유전자인 cIAP가 방사선에 의해 발현유도 되지 않았으며, NF-${\kappa}B$ 활성을 차단함에도 세포독성에 감작효과가 없었으므로 A549 폐암세포주에서 방사선 유도성 세포사멸에 내성을 보이는 기전에는 NF-${\kappa}B$의 역할이 미미하리라고 사료된다. Background : Activation of the transcription factor NF-${\kappa}B$ has been shown to protect cells from tumor necrosis factor-alpha, chemotherapy, and radiation-induced apoptosis. NF-${\kappa}B$-dependent cIAP expression is a major antiapoptotic mechanism for that. NF-${\kappa}B$ activation and cIAP expression in A549 lung cancer cells which is relatively resistant to radiation-induced cell death were investigated for the mechanism of radioresistance. Materials and methods : We used A549 lung cancer cells and Clinac 1800C linear accelerator for radiation. Cell viability test was done by MTT assay. NF-${\kappa}B$ activation was tested by luciferase reporter gene assay, Western blot for $I{\kappa}B{\alpha}$ degradation, and electromobility shift assay. For blocking ${\kappa}B$, MG132 and transfection of $I{\kappa}B{\alpha}$-superrepressor plasmid construct were used. cIAP expression was analyzed by RT-PCR and cIAP2 promoter activity was performed using luciferase assay system. Results : MTT assay showed that cytotoxicity even 48 hr after radiation in A549 cells were less than 20%. Luciferas assay demonstrated weak NF-${\kappa}B$ activation of $1.6{\pm}0.2$ fold compared to PMA-induced $3.4{\pm}0.9$ fold. Radiation-induced $I{\kappa}B{\alpha}$ degradation was observed in Western blot and NF-${\kappa}B$ DNA binding was confirmed by EMSA. However, blocking NF-${\kappa}B$ using MG132 and $I{\kappa}B{\alpha}$-superrepressor transfection did not show any sensitizing effect for radiation-induced cell death. The result of RT-PCR for cIAP1 & 2 expression was negative induction while TNF-${\alpha}$ showed strong expression for cIAP1 & 2. The cIAP2 promoter activity also did not show any change compared to positive control with TNF-${\alpha}$. Conclusion : We conclude that activation of NF-${\kappa}B$ does not determine the intrinsic radiosensitivity of cancer cells, at least for the cell lines tested in this study.

급성 저산소증 상태에서 심장 내 전사인자 NF-κB의 기능

주찬웅,정우석,김재철,이호근,Joo, Chan Uhng,Juhng, Woo Suk,Kim, Jae Cheol,Yi, Ho Keun 대한소아청소년과학회 2002 Clinical and Experimental Pediatrics (CEP) Vol.45 No.9

목 적: 전사인자 $NF-{\kappa}B$는 스트레스 등으로부터 세포 자멸사를 조절하여 적응을 유지하는 기본적인 분자로 인식되고 있다. 저산소증 상태는 많은 심장병에서 동반되는 병변으로 성장인자 VEGF와 IGF-I는 저산소증 시에 심장을 보호하는 작용을 할 것으로 추측되고 있다. 본 연구에서는 저산소증과 같은 자극으로부터 심장의 보호 기능이 추정된 $NF-{\kappa}B$의 발현과 함께 VEGF와 IGF-I의 발현 연관성을 검토하여 분자 생물학적인 기전을 이해하고자 하였다. 방 법 : 실험동물로 Sprague Dawley rat을 이용하여, 저산소 자극은 8%의 산소와 92% 질소를 hypoxic chamber로 관류시키며 유도하였다. 심장에 대한 저산소증 자극 후 심근세포로부터 측정 인자들과 관련된 핵 내 단백질, 전단백질 그리고 mRNA를 분리하였다. 핵 내의 전사인자는 EMSA로 측정하였으며, VEGF와 IGF-I의 발현은 competitive-PCR, Western hybridization, Northern hybridization으로 확인하였다. 또한 이러한 성장인자의 발현과 관련된 $NF-{\kappa}B$의 기능을 확인하기 위하여 $NF-{\kappa}B$의 핵 내 이동 억제제인 DDTC를 전 처치로 복강 내 주사하여 그에 따른 VEGF 및 IGF-I의 발현 양상을 비교하였다. 결 과 : 저산소 자극 후에 심근 세포 내에 전사인자 $NF-{\kappa}B$, AP-1, NF-ATc의 활성이 증가되었다. VEGF와 IGF-I의 발현도 저산소증 자극 시 증가되었지만, DDTC 전 처치에 의한 $NF-{\kappa}B$의 핵 내 이동 차단 후 이들 인자의 발현은 의의 있게 감소하였다. 결 론 : 전사인자 $NF-{\kappa}B$는 저산소증 상태에서 그 활성이 증가하고 저산소증 상태와 같은 심장에 대한 이상 자극 시 VEGF와 IGF-I의 발현을 증가시켜 심장을 보호하는 것으로 추정된다. Purpose : Nuclear ($factor-{\kappa}BNF-{\kappa}B$) is now recognized as playing a potential role in programmed cell death and the adaptive response to various stress. Cellular hypoxia is a primary manifestation of many cardiovascular diseases. It seems that vascular endothelial growth factor (VEGF) and insulin like growth factor-I(IGF-I) have a function as a protective molecule in the heart against several stress including hypoxia. In this study, the role of $NF-{\kappa}B$ to the cellular response and regulation of protective molecules against the acute hypoxia in the heart was studied. Methods : To cause acute hypoxic stress to the heart, Sprague Dawley rats were exposed to hypoxic chamer($N_2$ 92% and $O_2$ 8%). After the hypoxic exposure, nuclear proteins, total proteins and mRNA were isolated from heart. Translocation of the transcription factors $NF-{\kappa}B$, NF-ATc, AP-1 and NKX-2.5 were evaluated by electrophoretic mobility shift assay(EMSA). The expression of IGF-I and VEGF were studied before and after the hypoxic stress by competitive-PCR, Northern hybridization and Western hybridization. To confirm the role of the $NF-{\kappa}B$ in the heart, the rats also were pretreated with diethyl-dithiocarbamic acid(DDTC) into peritoneal cavity to block $NF-{\kappa}B$ translocation into nucleus. Results : The expression of $NF-{\kappa}B$, AP-1 and NF-ATc were increased by the hypoxic stress. Increased expression of the VEGF and IGF-I were also observed by the hypoxic stress. However, the blocking of the $NF-{\kappa}B$ translocation reduced those expressions of VEGF and IGF-I. Conclusion : These results suggest that $NF-{\kappa}B$ has a protective role against the acute hypoxia through several gene expression, especially VEGF and IGF-I in heart muscle.

결핵균을 탐석한 말초혈액단핵구 배양상층액에 의해 유도되는 폐상피세포주에서의 NF-${\kappa}B$ 의존성 IL-8 분비기전

박재석,지영구,최은경,김건열,이계영,Park, Jae-Seuk,Jee, Young-Koo,Choi, Eun-Kyong,Kim, Keun-Youl,Lee, Kye-Young 대한결핵및호흡기학회 2001 Tuberculosis and Respiratory Diseases Vol.51 No.4

연구배경 : IL-8은 강력한 화학주성인자로서 결핵감염 부위로 염증세포들을 동원함으로서 결핵균에 대한 숙주의 방어기전에 있어서 중요한 역할을 한다. IL-8의 유전자의 발현에 있어서 NF-${\kappa}B$가 중요한 역할을 한다. 저자들은 결핵 감염시 폐상피세포가 NF-${\kappa}B$ 의존성으로 IL-8을 분비하는지 알아보고자 하였다. 방 법 : 말초혈액단핵구에 결핵균을 감염시키고 24시간 배양 후 배양상층액(CoMTB)을 얻었다. 결핵균, CoMTB로 자극한 A549 세포주의 IL-8 분비 정도를 ELISA 방법으로 측정하였다. CoMTB로 자극한 A549 세포주의 IL-8 mRNA 의 발현 정도를 RT-PCR로, $I{\kappa}B{\alpha}$의 분해를 western blot 분석으로, NF-${\kappa}B$의 핵이동과 DNA 결합은 electrophoretic mobility shift assay(EMSA)를 이용하여, 그리고 NF-${\kappa}B$ 의존성 IL-8 유전자의 전사활성은 luciferase reporter gene assay를 이용하여 측정하였다. 결 과 : A549 세포주를 CoMTB로 24시간 자극하여 얻은 배양액의 IL-8 농도는 $46.8{\pm}4.8\;ng/ml$로 분비하여 결핵균으로 직접 자극하였을 때의 $6.8{\pm}2.9\;ng/ml$보다 높았다. CoMTB로 A549 세포주를 자극하였을 때 IL-8 mRNA의 발현이 증가하였고, $I{\kappa}B{\alpha}$의 분해가 일어났으며, NF-${\kappa}B$의 핵이동과 DNA 결합이 일어났으며, NF-${\kappa}B$ 의존성 IL-8 유전자의 전사활성이 증가하였다. 결 론 : 결핵병변에서 폐상피세포는 결핵균을 탐식한 단핵식 세포와의 상호작용에 의해 NF-${\kappa}B$ 의존성으로 IL-8을 분비한다. Background : IL-8 is a potent chemotactic cytokine that plays an important role in the host defense mechanism against M. tuberculosis by recruiting inflammatory cells to the site of the infection. Lung epithelial cells, as well as alveolar macrophages are known to produce IL-8 in response to M. tuberculosis. IL-8 gene expression is mainly regulated on the level of transcription by NF-${\kappa}B$. This study investigated whether or not A549 cells produce IL-8 in NF-${\kappa}B$ dependent mechanism in response to macrophages phagocytosing M. tuberculosis. Methods : Peripheral blood monocytes that were obtained from healthy donors were cultured for 24 h with M. tuberculosis and a conditioned medium(CoMTB) was obtained. As a negative control, the conditioned medium without M. tuberculosis (CoMCont) was used. A549 cells were stimulated with M. tuberculosis, CoMCont and CoMTB and the IL-8 concentration in the culture media was measured by ELISA. The CoMTB induced IL-8 mRNA expression in the A549 cells was evaluated using RT-PCR, and CoMTB induced $I{\kappa}B{\alpha}$ degradation was measured using western blot analysis. CoMTB induced nuclear translocation and DNA binding of NF-${\kappa}B$ was also examined using an electrophoretic mobility shift assay(EMSA), and the CoMTB induced NF-${\kappa}B$ dependent IL-8 transcriptional activity was measured using a luciferase reporter gene assay. Results : CoMTB induced IL-8 production by A549 cells($46.8{\pm}4.8\;ng/ml$) was higher than with direct stimulation with M. tuberculosis ($6.8{\pm}2.9\;ng/ml$). CoMTB induced IL-8 mRNA expression increased after 2 h of stimulation and was sustained for 24 h. $I{\kappa}B{\alpha}$ was degraded after 10 min of CoMTB stimulation and reappeared by 60 min. CoMTB stimulated the nuclear translocation and DNA binding of NF-${\kappa}B$. The CoMTB induced NF-${\kappa}B$ dependent IL-8 transcriptional activity($13.6{\pm}4.3$ times control) was higher than either CoMCont($2.0{\pm}0.6$ times control) or M. tuberculosis ($1.4{\pm}0.6$ times control). Conclusion : A conditioned medium of peripheral blood monocytes phagocytosing M. tuberculosis stimulates NF-${\kappa}B$ dependent IL-8 production by the lung epithelial cells.

폐암세포주에서 NFκ 활성 억제를 통한 Proteasome 억제제 MG132의 TRAIL-유도성 Apoptosis 감작 효과

서필원,이계영,Seo, Pil Won,Lee, Kye Young 대한결핵및호흡기학회 2008 Tuberculosis and Respiratory Diseases Vol.65 No.6

연구배경: 정상세포는 보호되고 종양세포에 독성을 보인다고 알려진 TNF유전자족으로 새로이 확인된 TRAIL이 폐암세포에서 보이는 아포프토시스 효과를 확인하고, 아포프토시스로부터 세포를 보호하는 전사인자 $NF-{\kappa}B$가 TRAIL에 의하여 활성화 되는 정도를 평가하여 MG132의 $NF-{\kappa}B$활성억제가 TRAIL 유도성 아포프토시스를 감작시키는지를 확인하기 위하여 본 연구를 시행하였다. 방법: A549(wt p53) 및 NCI-H1299(null p53) 폐암세포주를 사용하였다. 세포독성 검사는 MTT assay를 이용하였고 아포프토시스는 Annexin V assay와 FACS 분석을 이용하였다. $NF-{\kappa}B$ 전사활성은 luciferase reporter gene assay를 이용하였고 $I{\kappa}B{\alpha}$ 분해는 western blot을 이용하였으며, TRAIL에 의해 활성화된 $NF-{\kappa}B$와 DNA 결합은 electromobility shift assay와 anti-p65 antibody를 이용한 supershift assay로 확인하였다. 결과: 1) TRAIL 100 ng/ml 농도에서 wild-type p53인 A549 폐암세포는 34.4%, p53 null인 NCI-H1299 폐암세포는 26.4%의 세포사를 관찰하였다. 2) Luciferase reporter gene assay로서 TRAIL에 의한 $NF-{\kappa}B$의 활성이 A549 $IgG{\kappa}B-luc$세포에서 2.45배 증가하고 NCI-H1299 $IgG{\kappa}B-luc$세포에서는 1.47배 증가함을 관찰하여 TRAIL에 의하여 $NF-{\kappa}B$가 활성화됨을 확인하였다. 3) MG132의 전처치로 TRAIL에 의한 $NF-{\kappa}B$의 활성이 A549 세포와 NCI-H1299 세포에서 각각 기저수준의 0.24, 0.21배로 강력히 억제되었다. 4) TRAIL단독으로 30% 전후의 세포독성이 MG132 전처치 후 TRAIL을 투여하면 두 세포주 모두에서 80% 이상의 세포독성이 관찰되어 MG132가 TRAIL유도성 아포프토시스에 감작효과가 있음을 확인하였다. 결론: 이상의 결과로 TRAIL에 상대적인 내성을 보이는 폐암세포주에서 MG132가 $NF-{\kappa}B$ 활성억제로서 TRAIL유도성 아포프토시스를 강화시키는 효과가 있음을 확인할 수 있었다. 따라서 본 연구는 향후 폐암치료에 있어서 TRAIL유도성 아포프토시스가 이용될 수 있는 가능성을 확인한 기초자료가 된다고 생각된다. Background: TRAIL (TNF-related apoptosis inducing ligand) is a newly identified member of the TNF gene family which appears to have tumor-selective cytotoxicity due to the distinct decoy receptor system. TRAIL has direct access to caspase machinery and induces apoptosis regardless of p53 phenotype. Therefore, TRAIL has a therapeutic potential in lung cancer which frequently harbors p53 mutation in more than 50% of cases. However, it was shown that TRAIL also could activates $NF-{\kappa}B$ in some cell lines which might inhibit TRAIL-induced apoptosis. This study was designed to investigate whether TRAIL can activate $NF-{\kappa}B$ in lung cancer cell lines relatively resistant to TRAIL-induced apoptosis and inhibition of $NF-{\kappa}B$ activation using proteasome inhibitor MG132 which blocks $I{\kappa}B{\alpha}$ degradation can sensitize lung cancer cells to TRAIL-induced apoptosis. Methods: A549 (wt p53) and NCI-H1299 (null p53) lung cancer cells were used and cell viability test was done by MTT assay. Apoptosis was confirmed with Annexin V assay followed by FACS analysis. To study $NF-{\kappa}B$-dependent transcriptional activation, a luciferase reporter gene assay was used after making A549 and NCI-H1299 cells stably transfected with IgG ${\kappa}-NF-{\kappa}B$ luciferase construct. To investigate DNA binding of $NF-{\kappa}B$ activated by TRAIL, electromobility shift assay was used and supershift assay was done using anti-p65 antibody. Western blot was done for the study of $I{\kappa}B{\alpha}$ degradation. Results: A549 and NCI-H1299 cells were relatively resistant to TRAIL-induced apoptosis showing only 20~30% cell death even at the concentration 100 ng/ml, but MG132 ($3{\mu}M$) pre-treatment 1 hour prior to TRAIL addition greatly increased cell death more than 80%. Luciferase assay showed TRAIL-induced $NF-{\kappa}B$ transcriptional activity in both cell lines. Electromobility shift assay demonstrated DNA binding complex of $NF-{\kappa}B$ activated by TRAIL and supershift with p65 antibody. $I{\kappa}B{\alpha}$ degradation was proven by western blot. MG132 completely blocked both TRAIL-induced $NF-{\kappa}B$ dependent luciferase activity and DNA binding of $NF-{\kappa}B$. Conclusion: This results suggest that inhibition of $NF-{\kappa}B$ can be a potentially useful strategy to enhance TRAIL-induced tumor cell killing in lung cancer.

인체 폐암세포주에서 NF-$\kappa$B p50/p65 Complex의 활성화

최형석,유철규,이춘택,김영환,한성구,심영수,Choi, Hyung-Seok,Yoo, Chul-Gyu,Lee, Choon-Taek,Kim, Young-Whan,Han, Sung-Koo,Shim, Young-Soo 대한결핵및호흡기학회 1999 Tuberculosis and Respiratory Diseases Vol.46 No.2

연구배경: NF-$\kappa$B는 단백질이 생성된 후의 변형(post-translational modification)과 세포내에서의 위치 변화(subcellular localization)에 따라 그 작용이 결정되는 특성을 가진 전사 인자로서 최초에는 면역반응에 있어 중요한 역할을 하는 사실이 알려졌으나 그후 이러한 작용이외에도 급성기 염증 반응, 바이러스의 증식, 세포의 발생과 분화에 있어 중요한 작용을 한다는 사실이 알려지게 되었다. 최근의 연구들에서 NF-$\kappa$B 전사 인자가 정상 세포로부터 암세포로의 형질전환에 있어서도 어떤 기능을 할 것이라는 사실들이 알려지게 되었다. NF-$\kappa$B가 암세포로의 형질 전환, 나아가 암세포의 생성에 어떤 역할을 제공한다면 이러한 사실은 나아가 향후의 암치료에 있어서도 유용한 지식이 될 수 있다. NF-$\kappa$B 전사 인자가 인체 암세포에 있어서 세포의 형질 변환에 연관될 수 있다는 사실은 몇몇 암종에서 알려져 있으나 폐암에서의 NF-$\kappa$B 전사 인자의 종양 생성기능에 있어서는 아직 연구된 바가 없다. 방 법: 본 연구에서는 배양된 인체 폐암세포주에 있어서 NF-$\kappa$B family 전사 인자들의 발현정도를 western blot를 이용하여 관찰하고 과발현된 NF-$\kappa$B 전사 인자의 세포내 위치가 세포핵인지 세포질내에 존재하는 것인지를 각각의 단백질 분획에서 western blot를 시행하여 관찰하였고 또한 immunocy-tochemistry를 시행하여 그 발현 양상을 확인하였다. 존재하는 NF-$\kappa$B 전사 인자가 어떠한 복합체의 형태인지를 알아보기 위하여 세포주의 단백 추출물에서 NF-$\kappa$B family 전사 인자에 대한 항체를 사용하여 immunoprecipitation을 시행하였다. 세포주 단백추출물의 $\kappa$B consensus oligonucleotide에의 결합여부를 보기위하여 electrophoretic mobility shift assay를 시행하였다. 결 과: 배양된 인체 폐암세포주에서는 NF-$\kappa$B family의 p50 subunit, p65 subunit가 발현되어 있었고 p50 subunit의 발현은 세포핵내에 국한하여 위치하고 있음을 western blot와 immunocytochemistry를 통하여 관찰할 수 있었다 immunoprecipitation assay는 세포내에서 p50 subunit가 p65 subunit와 복합체를 이루는 상태로 존재하고 있음을 보여주었다. 폐암세포주의 세포핵 추출물은 NF-$\kappa$B consensus oligonucleotide와 결합할 수 있음을 electrophoretic mobility shift assay를 통하여 확인할 수 있었다. 결 론: 인체 폐암세포주에서 NF-$\kappa$B family 전사 인자의 발현이 활성화되어 있으며 NF-$\kappa$B family 전사 영자가 인체 폐암 형성에 있어 어떤 역할을 할 가능성을 시사한다. Background: NF-$\kappa$B is a characteristic transcriptional factor whose functional activity is determined by post-translational modification of protein and subsequent change of subcellular localization. The involvement of the NF-$\kappa$B family of the transcription factors in the control of such vital cellular functions as immune response, acute phase reaction, replication of certain viruses and development and differentiation of cells has been clearly documented in many previous studies. Several recent observations have suggested that the NF-$\kappa$B might also be involved in the carcinogenesis of some hematological and solid tumors. Investigating the possibility that members of the NF-$\kappa$B family participate in the molecular control of malignant cell transformation could provide invaluable information on both molecular pathogenesis and cancer-related gene therapy. Method: To determine the expression patterns and functional roles of NF-$\kappa$B family transcription factors in human lung cancer cell lines NCI-H792, NCI-H709, NCI-H226 and NCI-H157 were analysed by western blot, using their respective antibodies. The nuclear and the cytoplasmic fraction of protein extract of these cell lines were subsequently obtained and NF-$\kappa$B expression in each fraction was again determined by western blot analysis. The type of NF-$\kappa$B complex present in the cells was determined by immunoprecipitation. To detect the binding ability of cell-line nuclear extracts to the KB consensus oligonucleotide, electrophoretic mobility shift assay(EMSA) was performed. Results: In the cultured human lung cancer cell lines tested, transcription factors of the NF-$\kappa$B family, namely the p50 and p65 subunit were expressed and localized in the nuclear fraction of the cellular extract by western blot analysis and immunocytochemistry. Immunoprecipitation assay showed that in the cell, the p50 and p65 subunits made NF-$\kappa$B complex. Finally it was shown by Electrophoretic Mobility Shift Assay(EMSA) that nuclear extracts of lung cancer cell lines are able to bind to NF-$\kappa$B consensus DNA sequences. Conclusion: These data suggest that in human lung cancer cell lines the NF-$\kappa$B p50/p65 complex might be activated. and strengthen the hypothesis that NF-$\kappa$B family transcription factors might be involved in the carcinogenesis of human lung cancer.

폐상피세포에서 Triptolide에 의한 NF-${\kappa}B$ 의존성 IL-8 유전자 전사활성 억제기전

지영구,김윤섭,윤세영,김용호,최은경,박재석,김건열,채기남,곽상준,이계영,Jee, Young-Koo,Kim, Yoon-Seup,Yun, Se-Young,Kim, Yong-Ho,Choi, Eun-Kyoung,Park, Jae-Seuk,Kim, Keu-Youl,Chea, Gi-Nam,Kwak, Sahng-June,Lee, Kye-Young 대한결핵및호흡기학회 2001 Tuberculosis and Respiratory Diseases Vol.50 No.1

연구배경 : 폐상피세포가 능동적으로 IL-8을 분비한다는 것은 주지의 사실이다. NF-${\kappa}B$는 IL-8 발현 조절에 있어서 가장 중요한 역할을 담당하는 전사인자이다. Triptolide는 최근 밝혀진 NF-${\kappa}B$ 억제제로서 중국한약제인 뇌공등 (Tripterygium Wilfordii)에서 추출된약제이다. 연자들은 새로운 NF-${\kappa}B$ 억제제인 triptolide가 폐상피세포에서 NF-${\kappa}B$ 의존성 IL-8 유전자의triptolide가 염증성 폐질환에서 새로운 치료제로서의 가능성을 확인하기 위하여 본 연구를 시행하였다. 방법 : 폐상피세포로서 A549 사용하였고 triptolide는 미국의 Pharamagenesis(Palo Alto, CA)사로부터 제공받았다. NF-${\kappa}B$ 활성유도물질로는 IL-$1{\beta}$(R&D)와 PMA(Sigma)를 이용하였다. IL-8 유전자의 발현은 RT-PCR과 ELISA를 이용하여 측정 하였다. NF-${\kappa}B$의존성 IL-8 유전자의 전사활성을 평가하기 위하여는 IL-8 NF-${\kappa}B$ luciferase construct를 안정적으로 유전자주입한 A549 IL-8 NF-${\kappa}B$ luciferase 세포주를 제조해 사용하였고 NF-${\kappa}B$ DNA 결합은 electromobility shift assay(EMSA)를 이용하였다. p65 전사활성을 assay하기 위해서는 Gal4-p65 fusion protein expression system을 유전자주입과 luciferase assay를 통하여 시행하였다. Transcriptional coactivator의 역할을 규명 하가 위하여서는 CBP(CREB-binding protein)와 SRC-1(steroid receptor coactivator-1) 발현 벡터를 유전자 주입하고 luciferase assay를 이용하여 확인하였다. 결과 : Luciferase assay로 triptolide가 PMA와 IL-$1{\beta}$자극에 의한 IL-8 NF-${\kappa}B$ 활성을 의미있게 감소시킴을 확인하였다. IL-8 ELISA와 RT-PCR로 triptolide가 PMA와 IL-$1{\beta}$ 자극에 의해 유도되는 IL-8 발현을 각각 단백질과 mRNA 수준에서 억제함을 관찰하였다. Triptolide가 PMA와 IL-$1{\beta}$에 의한 IL-8 NF-${\kappa}B$의 전사활성을 억제시킨 반면 EMSA와 $I{\kappa}B{\alpha}$ Western blot을 이용한 실험에서는 triptolide가 NF-${\kappa}B$ DNA 결합과 $I{\kappa}B{\alpha}$의 분해에 전혀 영향을 미치지 못함을 확인하였다. 이러한 전사활성 억제와 DNA 결합 간의 불일치의 원인으로서는 DNA 결합 이후에 발생하는 핵내 에서의 transactivation에 triptolide가 영향을 미치리라고 생각되어 p65 transactivation study를 Gal4-p65T A(p65의 transactivation domain) fusion protein 발현 시스템과 luciferase assay를 이용하여 시행한 결과 triptolide가 p65 transactivation을 억제함으로써 NF-${\kappa}B$를 억제함을 확인하였다. 그러나 CBP나 SRC-1과 같은 coactivator의 역할을 규명하기 위한 유전자주입 실험에서 triptolide에 의한 p65 transactivation 억제에 대해 CBP나 SRC-1의 과발현이 별다른 영향을 미치지 못하였다. 결론 : Triptolide는 폐상피세포에서 NF-${\kappa}B$ 의존성 IL-8 유전자의 전사활성을 억제하고 그 기전은 $I{\kappa}B{\alpha}$ 경로가 아닌 핵내에서의 p65 transactivation 억제에 의해 발생하며 이에는 CBP나 SRC-1과 같은 coactivator가 관여하지 않음을 확인하였다. Background : NF-${\kappa}B$ is the most important transcriptional factor in IL-8 gene expression. Triptolide is a new compound that recently has been shown to inhibit NF-${\kappa}B$ activation. The purpose of this study is to investigate how triptolide inhibits NF-${\kappa}B$-dependent IL-8 gene transcription in lung epithelial cells and to pilot the potential for the clinical application of triptolide in inflammatory lung diseases. Methods : A549 cells were used and triptolide was provided from Pharmagenesis Company (Palo Alto, CA). In order to examine NF-${\kappa}B$-dependent IL-8 transcriptional activity, we established stable A549 IL-8-NF-${\kappa}B$-luc. cells and performed luciferase assays. IL-8 gene expression was measured by RT-PCR and ELISA. A Western blot was done for the study of $I{\kappa}B{\alpha}$ degradation and an electromobility shift assay was done to analyze NF-${\kappa}B$ DNA binding. p65 specific transactivation was analyzed by a cotransfection study using a Gal4-p65 fusion protein expression system. To investigate the involvement of transcriptional coactivators, we perfomed a transfection study with CBP and SRC-1 expression vectors. Results : We observed that triptolide significantly suppresses NF-${\kappa}B$-dependent IL-8 transcriptional activity induced by IL-$1{\beta}$ and PMA. RT-PCR showed that triptolide represses both IL-$1{\beta}$ and PMA-induced IL-8 mRNA expression and ELISA confirmed this triptolide-mediated IL-8 suppression at the protein level. However, triptolide did not affect $I{\kappa}B{\alpha}$ degradation and NF-$_{\kappa}B$ DNA binding. In a p65-specific transactivation study, triptolide significantly suppressed Gal4-p65T Al and Gal4-p65T A2 activity suggesting that triptolide inhibits NF-${\kappa}B$ activation by inhibiting p65 transactivation. However, this triptolide-mediated inhibition of p65 transactivation was not rescued by the overexpression of CBP or SRC-1, thereby excluding the role of transcriptional coactivators. Conclusions : Triptolide is a new compound that inhibits NF-${\kappa}B$-dependent IL-8 transcriptional activation by inhibiting p65 transactivation, but not by an $I{\kappa}B{\alpha}$-dependent mechanism. This suggests that triptolide may have a therapeutic potential for inflammatory lung diseases.

폐암 세포에서 기저 상태와 TNF-${\alpha}$ 자극 시 NF-${\kappa}B$의 활성화

황보빈,이승희,유철규,이춘택,한성구,심영수,김영환,HwangBo, Bin,Lee, Seung-Hee,Lee, Choon-Taek,Yoo, Chul-Gyu,Han, Sung-Koo,Shim, Young-Soo,Kim, Young-Whan 대한결핵및호흡기학회 2002 Tuberculosis and Respiratory Diseases Vol.52 No.5

연구배경 : Nuclear factor ${\kappa}B$ (NF-${\kappa}B$)는 면역기능, 급성기 반응, 세포주기 조절 등 다양한 세포활동을 조절하는 전사인자로서 외부 자극에 의해 세포질에 존재하던 NF-${\kappa}B$가 핵 속으로 이동되어 여러 유전자의 ${\kappa}B$ element에 결합하여 그 유전자의 전사를 가져온다. 최근 들어 암의 발생과 증식 및 전이에 있어 NF-${\kappa}B$의 역할이 주목받고 있다. 즉, 여러 종류의 암세포에서 NF-${\kappa}B$의 과발현 및 지속적인 활성화가 알려져 NF-${\kappa}B$와 암의 발생 및 증식과의 관련성이 제시되고 있고, NF-${\kappa}B$의 항 아포프토시스 기능은 암세포의 생존에서 중요한 역할을 하는 것으로 이해되고 있다. 또한 ICAM-l, VCAM-l 등 세포 부착물질의 발현에 영향을 끼쳐 암 전이와의 관련성도 제시되고 있다. 폐암에서 NF-${\kappa}B$의 역할에 관한 연구는 많지 않은 상태로 폐암 조직 및 폐암 세포주에서 p50과 c-Rel의 과발현이 보고된 바 있다. 그러나 NF-${\kappa}B$의 과발현이 NF-${\kappa}B$의 활성화를 의미하는 것은 아니며 현재까지 폐암 세포에서 NF-${\kappa}B$의 활성화 유무에 관한 연구는 없는 실정이다. 방 법 : 본 연구에서는 정상 기관지 세포주와 폐암 세포주에서 기저 상태와 외부 자극에 의한 NF-${\kappa}B$의 활성화를 비교하여 폐암 세포에서 NF-${\kappa}B$의 활성도를 평가하였다. 정상 기관지 상피세포로는 BEAS-2B 세포주를 사용하였고 폐암 세포주로는 A549, NCI-H358, NCI-H441, NCI-H522, NCI-H2009, NCI-H460, NCI-H1229, NCI-H1703, NCI-H157, NCI-H187, NCI-H417, NCI-H526 등 12종을 실험에 사용하였다. NF-${\kappa}B$의 활성화는 p65와 p50의 핵내 발현과 electrophoretic mobility shift assay (EMSA)를 이용한 NF-${\kappa}B$ DNA binding activity로 평가하였다. 결 과 : NCI-H358과 NCI-H460 세포를 제외한 모든 폐암 세포주와 BEAS-2B 세포의 기저상태에서 핵 단백질내에 p65와 p50의 발현이 관찰되었다. TNF-$\alpha$로 자극하고 30분이 경과한 후에는 핵 내 p65와 p50의 발현이 증가하였다. NCI-H358과 NCI-H460 세포에서는 기저 상태와 TNF-${\alpha}$ 자극 시 핵 단백질 내의 p65의 발현이 관찰되지 않았고 TNF-${\alpha}$ 자극했을 때에도 p65의 발현은 증가하지 않았다. 그러나 이 두 세포주에서는 TNF-${\alpha}$로 자극 시 p50보다 분자량이 작은 두 종의 단백질의 발현이 증가되어 p50의 변형된 형태로 생각되었다. 기저 상태에서의 NF-${\kappa}B$의 DNA 결합능은 실험에 사용한 모든 세포주에서 거의 관찰되지 않았고 TNF-${\alpha}$ 자극 시 유의하게 증가하였다. TNF-${\alpha}$ 자극으로 활성화된 NF-${\kappa}B$ complex는 NCI-H358 과 NCI-H460을 제외한 모든 세포주에서는 p50/p65 heterodimer로 확인되었고 NCI-H358과 NCI-H460에서는 변형된 p50/p50 homodimer가 활성화되었다. 결 론 : 이상의 결과로 일부 폐암 세포주에서 외부 자극으로 활성화된 NF-${\kappa}B$ complex의 구성에 차이를 보였지만 전체적으로는 정상 기관지 세포주와 비교해 폐암 세포해서 NF-${\kappa}B$ 활성화에 있어 큰 차이가 없었다. Background : The NF-${\kappa}B$ transcription factors control various biological processes including the immune response, acute phase reaction and cell cycle regulation. NF-${\kappa}B$ complexes are retained in the cytoplasm in the basal state and various stimuli cause a translocation of the NF-${\kappa}B$ complexes into the nucleus where they bind to the ${\kappa}B$ elements and regulate the transcription of the target genes. Recent reports also suggest that NF-${\kappa}B$ proteins are involved in oncogenesis, tumor growth and metastasis. High expression of NF-${\kappa}B$ expression was reported in many cancer cell lines and tissues. The constitutive activation of NF-${\kappa}B$ was also reported in several cancer cell lines supporting its role in cancer development and survival. The anti-apoptotic action of NF-${\kappa}B$ is important for cancer survival. NF-${\kappa}B$ also controls the expression of several proteins that are important for cellular adhesion (ICAM-1, VCAM-1) suggesting a role in cancer metastasis. In lung cancer, high expression levels of the NF-${\kappa}B$ subunit p50 and c-Rel were reported. In fact, high expression does not mean a high activity, and the activation pattern of NF-${\kappa}B$ in lung cancer has not been reported. Materials and Methods : In this study, the NF-${\kappa}B$ nuclear binding activity in the basal and TNF-${\alpha}$ stimulated states were exmined in various lung cancer cell lines and compared with the normal bronchial epithelial cell line. Twelve lung cancer cell lines including the non-small cell and small cell lung cancer cell lines (A549, NCI-H358, NCI-H441, NCI-H552, NCI-H2009, NCI-H460, NCI-H1229, NCI-H1703, NCI-H157, NCI-H187, NCI-H417, NCI-H526) and BEAS-2B bronchial epithelial cell line were used. To evaluate the NF-${\kappa}B$ expression and DNA binding activity, western blot analysis and an electrophoretic mobility shift assay with the nuclear protein extracts. Results : The basal expressions of the p65 and p50 subunits were observed in the BEAS-2B cell line and all lung cancer cell lines except for NCI-H358 and NCI-H460. The expression levels of p65 and p50 were increased 30 minutes after stimulation with TNF-${\alpha}$ in BEAS-2B and in 10 lung cancer cell lines. In the NCI-H358 and NCI-H460 cell lines, p65 expression was not observed in the basal and stimulated states and the two p50 related protein levels were higher after stimulation with TNF-${\alpha}$ These new proteins were smaller than p50 and are thought to be variants of p50. In the basal state, NF-${\kappa}B$ was nearly activated in the BEAS-2B and all lung cancer cell lines. The DNA binding activity of the NF-${\kappa}B$ complexes was markedly higher after stimulation with TNF-${\alpha}$ In the BEAS-2B and all lung cancer cell line except for NCI-H358 and NCI-H460, the activated NF-${\kappa}B$ complex was a p65/p50 heterodimer. In the NCI-H358 and NCI-H460 lung cancer cell lines, the NF-${\kappa}B$ complex was variant of a p50/p50 homodimer. Conclusion : The NF-${\kappa}B$ activation pattern in the lung cancer cell lines and the normal bronchial epithelial cell lines was similar except for the activation of a variant of the p50/p50 homodimer in some lung cancer cell linse.

폐암세포주의 TNF-$\alpha$ 유발 apoptosis에서 NF-${\kappa}B$의 역할

김재열,이승희,황보빈,이춘택,김영환,한성구,심영수,유철규,Kim, J.Y.,Lee, S.H.,HwangBo, B.,Lee, C.T.,Kim, O.H.,Han, S.K.,Shim, O.S.,Yoo, C.G. 대한결핵및호흡기학회 2000 Tuberculosis and Respiratory Diseases Vol.48 No.2

연구배경: 현재 사용되고 있는 많은 항암제는 암세포의 apoptosis를 유도함으로서 암세포를 사멸시키는 것이 주된 작용 기전이다. 항암제에 의한 치료 실패의 주된 원인은 암세포의 apoptosis에 대한 내성 획득에 의한 것으로 이해되고 있다. 최근의 보고에 의하면 많은 암세포주에서 apoptosis에 대한 내성 획득에 NF-${\kappa}B$의 활성화가 중요한 역할을 한다고 알려져 있지만 일부 세포에서는 상반된 결과를 보이고 있어 apoptosis에 대한 내성 획득과 NF-${\kappa}B$의 활성화와의 관련성은 세포에 따라 차이를 보이고 있다. 본 연구에서는 비소세포폐암 세포주가 TNF-$\alpha$ 유발 apoptosis에 저항을 나타내는 기전에서 NF-${\kappa}B$의 역할을 규명하고자 하였다. 방 법: 비소세포폐암세포주인 NCI-H157 세포에 TNF-$\alpha$ cycloheximide(CHX), TNF-$\alpha$와 CHX를 각각 투여하고 24시간 후 MTT assay로 세포생존율을 평가하였고 apoptosis의 발생 유무는 PARP에 대한 Westrn 분석으로 평가하였다. Ad5LacZ와 $Ad5I{\kappa}B{\alpha}SR$를 20시간 동안 감염시킨 각각의 세포를 1, 5, 10, 20, 50 ng/ml의 TNF-$\alpha$로 24, 48시간 자극 후 MTT assay를 시행하였고, 같은 농도의 TNF-$\alpha$로 24, 48시간 자극 후 PARP에 대한 Western 분석을 시행하였다. $I{\kappa}B{\alpha}$의 분해를 억제하는 proteasome inhibitor 인 MG132를 전처치하고 TNF-$\alpha$로 24, 48 시간 자극 후 MTT assay와 PARP에 대한 Westrn 분석을 시행하였다. $Ad5I{\kappa}B{\alpha}SR$를 감염시킨 세포를 TNF-$\alpha$로 자극한 후 NF-${\kappa}B$의 활성화를 EMSA로 평가하였다. 결 과: 1. TNF-$\alpha$ 단독 투여로는 세포 생존율의 감소와 apoptosis가 관찰되지 않았고 TNF-$\alpha$와 CHX를 같이 투여하였을 때는 세포 생존율의 감소와 함께 apoptosis가 유도되었다. 2. $Ad5I{\kappa}B{\alpha}SR$의 감염으로 $I{\kappa}B{\alpha}$가 과발현된 세포와 MG132를 전처치한 세포에서 TNF-$\alpha$ 자극에 의한 NF-${\kappa}B$의 활성화가 억제되었다. 3. $Ad5I{\kappa}B{\alpha}$ SR를 감염시킨 세포와 MG132를 전처치하여 NF-${\kappa}B$의 활성을 억제한 세포에서 TNF-$\alpha$ 자극 후 세포 생존율이 감소하고 apoptosis가 유도되었다. 결 론: 비소세포폐암 세포주의 TNF-$\alpha$ 유발 apoptosis에 대한 내성은 NF-${\kappa}B$의 활성화에 의해 생성되는 새로운 단백의 발현에 의한 것으로 생각되며, NF-${\kappa}B$ 활성화의 억제로 이를 극복할 수 있을 것으로 사료된다. Background: The main reason for the failure of anti-cancer chemotherapy is the build up of resistance by cancer cells to apoptosis. The activation of NF-${\kappa}B$ in many cancer cell lines is reported to be underlying mechanism behind the build up of resistance of cancer cells to apoptosis. However, this relationship varied depending on the cells used in the experiments. In this study, the role of NF-${\kappa}B$ activation in the TNF-$\alpha$-induced apoptosis in lung cancer cell line was evaluated. Methods: NCI-H157 cells were used in all experiments. Cells were exposed to a high dose of TNF-$\alpha$(20 ng/ml) for 24 or 48 hours with or without blocking NF-${\kappa}B$ activation. TNF-$\alpha$-induced activation of NF-${\kappa}B$ was inhibited either by overexpression of $I{\kappa}B{\alpha}$-super repressor($I{\kappa}B{\alpha}$-SR) or by pre-treatment with proteasome inhibitor. Cell viability and apoptosis were evaluated with MTT assay and Western blot analysis for PARP fragment, respectively. Results: Cell viability of NCI-H157 cells was not affected by TNF-$\alpha$ treatment alone; however, combined treatment with TNF-$\alpha$ and cycloheximide reduced cell viability significantly, indicating that resistance to TNF-$\alpha$ is mediated by the new proteins synthesized after TNF-$\alpha$ stimulation. To evaluate the role of NF-${\kappa}B$ in the transcription of anti-apoptotic proteins. delete NF-${\kappa}B$ activation was inhibited before TNF-$\alpha$ stimulation. as described above. $AD5I{\kappa}B{\alpha}$-SR-transduction inhibited TNF-$\alpha$-induced nuclear translocation of p65. TNF-$\alpha$-induced cell death and apoptosis increased after inhibition of TNF-$\alpha$-induced activation of NF-${\kappa}$ by methods. Conclusion: These results suggest that TNF-$\alpha$-induced activation of NF-${\kappa}B$ may be closely related to the acquisition of the resistance to TNF-$\alpha$-induced apoptosis in lung cancer cells. Therefore. blocking of NF-${\kappa}B$ pathway can be a useful therapeutic modality in the treatment of lung cancer.

봉약침액(蜂藥鍼液)과 Melittin 약침액(藥鍼液)이 RAW 264.7 세포의 PGE₂, COX-2 및 NF-kB에 미치는 영향(影響)

정일국,송호섭,Jeong, Il-kook,Song, Ho-sueb 대한침구의학회 2004 대한침구의학회지 Vol.21 No.6

Objective : The purpose of this study was to investigate the effect of Bee Venom and Melittin Solution on the lipopolysaccharide(LPS) and sodium nitroprusside(SNP)-induced expression of prostaglandin $E_2(PGE_2)$, cyclooxygenase-2(COX-2), nuclear factor kappa B($NF-{\kappa}B$) and nuclear factor kappa B($NF-{\kappa}B$) dependent luciferase activity in RAW 264.7 cells, a murine macrophage cell line. Methods : The expression of PGE2 was determined by determination of $PEG_2$, COX-2 was by western blotting with corresponding antibodies, $NF-{\kappa}B$ was by gel mobility shift assay method and $NF-{\kappa}B$ dependent luciferase activity was investigated by luciferase assay in RAW 264.7 cells. Results : 1. LPS and SNP-induced expression of $PEG_2$ was significant after 24hour. 2. The 0.5, 1 and $5{\mu}g/mL$ of bee venom and the 5 and $10{\mu}g/mL$ of melittin solution inhibited significantly LPS-induced expression of $PEG_2$ and, the $5{\mu}g/mL$ of bee venom and the 5 and $10{\mu}g/mL$ of melittin solution inhibited significantly SNP-induced expression of $PEG_2$ compared with control, respectively. The 0.5 and $1{\mu}g/mL$ of bee venom could not significantly inhibit SNP-induced expression of $PEG_2$ compared with control. 3. The $5{\mu}g/mL$ of bee venom and the 5 and $10{\mu}g/mL$ of melittin solution inhibited significantly LPS and SNP-induced expression of COX-2 compared with control, respectively. The 0.5 and $1{\mu}g/mL$ of bee venom inclined to decrease LPS and SNP-induced expression of COX-2 compared with control. 4. The 0.5, 1 and $5{\mu}g/mL$ of bee venom and the 5 and $10{\mu}g/mL$ of melittin solution inhibited significantly LPS and SNP-induced expression of $NF-{\kappa}B$ compared with control, respectively. 5. The 0.5, 1 and $5{\mu}g/mL$ of bee venom and the 5 and $10{\mu}g/mL$ of melittin solution inhibited significantly LPS-induced expression of $NF-{\kappa}B$ dependent luciferase activity and the 1 and $5{\mu}g/mL$ of bee venom and the 5 and $10{\mu}g/mL$ of melittin solution inhibited significantly SNP-induced expression of $NF-{\kappa}B$ dependent luciferase activity compared with control, respectively. The $NF-{\kappa}B$ inhibitor also inhibited significantly LPS and SNP-induced expression of $NF-{\kappa}B$ dependent luciferase activity compared with control. 6. The 0.5, 1 and $5{\mu}g/mL$ of bee venom and the 5 and $10{\mu}g/mL$ of melittin solution inhibited significantly LPS + IFN-${\gamma}$, TNF-${\alpha}$ and LPS + TNF-${\alpha}$-induced expression of $NF-{\kappa}B$ dependent luciferase activity compared with control, respectively. The $NF-{\kappa}B$ inhibitor also inhibited significantly LPS and SNP-induced expression of $NF-{\kappa}B$ dependent luciferase activity compared with control. Conclusions : These results suggest the inhibitory action of bee venom and melittin solution on the inflammatory mediators such as $PEG_2$, COX-2 and $NF-{\kappa}B$.