The comparison of inflammatory mediator expression in gingival tissues from human chronic periodontitis patients with and without type 2 diabetes mellitus

주상돈,이재목,Joo, Sang-Don,Lee, Jae-Mok The Korean Academy of Periodontoloy 2007 Journal of Periodontal & Implant Science Vol.37 No.2

치주질환의 병원균은 세포벽의 항원에 의하여 조직내 존재하는 mononuclear phagocytes가 활성화되어 cytokine들이 생성됨으로써 치주 결체조직의 파괴를 진행시킨다. 이런 관련된 cytokine들은 순차적으로 상주하는 치은세포 및 대식세포가 Matrix metalloproteinase 합성을 하도록 유도하여 조직파괴를 시작한다. 당뇨병은 치주질환의 위험요소중 하나로 당뇨 환자에서는 치주질환의 유병율이 일반인에 비해 높고 치주질환의 중증도도 더 심하여 진행도 빠르다고 알려져 있다. 그 병리 기전 중 하나로 당뇨 환자에서는 치은 열구액 내 중성구 유래의 Matrix metalloproteinase의 활성 증가 및 TIMP-1 발현의 변화가 추정되고 있으나 아직 치은조직내에서 이에 대한 연구는 미흡한 실정으로 이에, 본 실험에서는 제2형 당뇨병 환자와 비당뇨 환자들에서 만성 치주염 부위의 치은 및 건강한 치은에서 염증 매개체 중 하나인 $IL-1{\beta}$, MMP-13 및 TIMP-1의 발현에 대해 상호 비교 분석함으로서 염증, 혈당이 미치는 영향을 밝히고 제 2형 당뇨병 환자에서 심한 치주조직 파괴의 기전을 연구하고자 하였다. 경북대학교병원 치주과 내원환자 중 제2형 당뇨병 환자와 비당뇨 환자들 및 치주질환이 없는 건강인 대조군을 대상으로 여러 가지 환자요소, 임상 치주상태를 기록하고, 전신적으로 건강한 환자의 건강한 부위(n=8, Group 1), 전신적으로 건강한 환자의 만성 치주염 부위(n=8, Group 2), 제2형 당뇨병 환자의 만성 치주염 부위 (n=8, Group 3)에서 각각 변연치은을 채득하고 액화질소에 급속 동결하였다. Western blotting을 이용하여 각 조직 내 $IL-1{\beta}$, MMP-13 및 TIMP-1의 발현을 관찰, densitometer를 이용하여 상대적 발현을 정량, 각 조직의 ${\beta}-actin$을 이용하여 표준화하여 실험군과 대조군들의 평균치를 비교하였다. 비당뇨 환자들의 만성 치주염 부위 및 제2형 당뇨병 환자의 만성 치주염 부위에서 모두 건강 대조군에 비해, MMP-13와 TIMP-1의 발현이 증가되었으며, 또한 $IL-1{\beta}$와 MMP-13는 2형 당뇨 환자의 만성 치주염 부위가 비당뇨 환자의 만성 치주염 부위보다 증가된 발현양상을 보였다. 2형 당뇨 환자의 만성 치주염 부위에서 $IL-1{\beta}$가 증가함에 따라 MMP-13이 증가하였으며, $IL-1{\beta}$ 및 MMP-13이 증가하였지만 TIMP-1 수치는 비당뇨 환자의 만성 치주염환자와 유사한 양상을 보였다. 결론적으로 MMP-13과 TIMP-1이 염증조직에서 증가하는 양상을 보였으며 $IL-1{\beta}$, MMP-13이 2형 당뇨환자의 만성치주염 진행과정에 부분적인 기여 인자로써 역할을 하는 것으로 생각된다. Gingival tissue samples were obtained during periodontal surgery or tooth extraction. According to the patient's systemic condition & clinical criteria of gingiva, each gingival sample was divided into three groups. Group 1 (n=8) is clinically healthy gingiva without bleeding and no evidence of bone resorption or periodontal pockets, obtained from systemically healthy 8 patients. Group 2 (n=8) is inflamed gingiva from patients with chronic periodontitis. Group 3 (n=8) is inflamed gingiva from patients with chronic periodontitis associated with type 2 diabetes. Tissue samples were prepared and analyzed by Western blotting. The quantification of $IL-1{\beta}$, MMP-13 and TIMP-1 were performed using a densitometer and statistically analyzed by one-way ANOVA followed by Tukey test. 1. The expressions of MMP-13 and TIMP-1 showed increasing tendency in group 2 & 3 compared to group 1. 2. The expressions of $IL-1{\beta}$ & MMP-13 were showed increasing tendency in group 3 compared to group 2. 3. As $IL-1{\beta}$ levels were increasing, MMP-13 showed increasing tendency in group 3, and although $IL-1{\beta}$ , MMP-13 levels were increasing, TIMP-1 levels were similar expressed comparing to group 2. In conclusion, this study demonstrated that the expression levels of MMP-13 and TIMP-1 had increasing tendency in inflamed tissue. It can be assumed that $IL-1{\beta}$ and MMP-13 may be partly involved in the progression of periodontal inflammation associated to type 2 DM.

MMP-1 and TIMP-1 production in MG-63 cells stimulated with Prevotella nigrescens Lipopolysaccharide

Yang, Won-Kyung,Kim, Mi-Ri,Shon, Won-Jun,Lee, In-Bog,Cho, Byeong-Hoon,Um, Chung-Moon,Son, Ho-Hyun 大韓齒科保存學會 2004 Restorative Dentistry & Endodontics Vol.29 No.5

The purpose of this study is to monitor the secretion of matrix metalloproteinase-1 (MMP-1) and tissue inhibitor of metalloproteinase-1 (TIMP-1) produced by human osteosarcoma cell line (MG63) stimulated with Prevotella nigrescens lipopolysaccharides (LPS). and to compare the level of secretion before and after the treatment of calcium hydroxide on P. nigrescens LPS. LPS was extracted and purified from anaerobically cultured P. nigrescens. MG63 cells were stimulated by the LPS (0, 1, 10㎍/ml) or LPS(10㎍/ml) pretreated with 12.5 mg/ml of Ca(OH)₂ for 3 days. Total RNA was isolated from the cell. and real-time quantitative polymerase chain reaction (PCR) was performed for quantification of MMP-1 and TIMP-1. The results were as follows. 1. MMP-1 mRNA expression at 48 hr was highly increased by stimulation with P. nigrescens LPS. The increase was dose-dependent. 2. When stimulated with 1㎍/ml of LPS. TIMP-1 mRNA expression was highly increased at 24 hr and 48 hr. However. TIMP-1 expression was suppressed at higher concentration (10 ㎍/ml). 3. When P. nigrescens LPS was pretreated with Ca(OH)₂, MMP-1 and TIMP-1 gene expression was downregulated. The results of this study suggest that transcriptional regulation of MMP-1 and TIMP-1 by P. nigrescens LPS could be one of the important mechanisms in bone resorption of periapical inflammation. The result of calcium hydroxide on MMP-1 and TIMP-1 gene expression suppression shows that calcium hydroxide detoxified bacterial LPS and thus should be used the medication of choice for intracanal dressings in root canal infected with black-pigmented bacteria. 본 연구의 목적은 Prevotella nigrescens lipopolysaccharides (LPS)로 자극된 MG63 osteosarcoma 세포에서 생성, 분비되는 기질금속단백효소인 MMP-1과 그 억제제인 TIMP-1을 측정할 뿐아니라 수산화칼슘으로 처리한 P. nigrescens LPS에 의한 기질금속단백효소와 그 억제제의 분비수준의 변화를 알아보는데 있다. 혐기성 조건에서 배양한 P. nigrescens로부터 LPS를 추출하여 순수정제한 다음 0, 1 그리고 10㎍/ml의 LPS 농도로 MG63 세포를 자극하거나 또는 수산화칼슘으로 처리한 10㎍/ml의 LPS로 세포를 다양한 자극하여 다양한 시간이 경과한 다음 세포로부터 분비되는 MMP-1과 TIMP-1의 RNA 수준을 real time-PCR 방법으로 측정하였다. 실험결과 MMP-1의 mRNA수준은 48시간에서 최고에 달하였고 그 분비정도는 LPS의 농도에 비례하였다. TIMP-1 mRNA는 1㎍/ml의 세균성 LPS 자극시 24시간 및 48시간에서 높은 증가를 보였으나 고농도인 10㎍/ml의 LPS로 자극한 경우 오히려 그 발현이 억제되었다. 또한 수산화칼슘으로 전처리한 P. nigrescens LPS로 자극한 MG 63 세포에서는 MMP-1과 TIMP-1의 분비가 억제되었다. 이러한 결과를 통해 볼 때 P. nigrescens LPS에 의한 MMP-1과 TIMP-1의 발현조절이 치근단 질환에서 발생하는 치조골 흡수 기전중 하나로 사료된다. 뿐만 아니라 P. nigrescens에 의해 분비되는 기질금속단백효소를 매개로 하는 염증반응 감소에 수산화칼슘이 효과적으로 작용하는것으로 확인되어 치근단 질환에 관여하는 세균성 LPS를 제거하기 위해 임상적으로 사용되는 근거가 될 수 있다.

백서에서의 신연 골형성술과 골절 지유과정에서의 Matrix Metalloproteinase-1과 Transforming Growth Factor-β1의 발현

강수용(Soo-Yong Kang),정호중(Ho-Joong Jung),정영복(Young-Bok Jung),장의찬(Eui Chan Jang),이은용(Eun-Yong Lee),이미경(Mi-Kyung Lee),김미경(Mi-Kyung Kim) 대한정형외과학회 2008 대한정형외과학회지 Vol.43 No.5

목적: 골절 치유의 과정과 신연 골형성의 과정에서 나타나는 Transforming Growth Factor-β1과 Matrix Metalloproteinase-1의 유전자 발현을 시간적, 공간적으로 확인하고자 하였다. 대상 및 방법: 백서의 경골 모델을 이용하여 골절 치유군과 신연 골형성군으로 나누어 절골술을 가하고 외고정기를 고정한 후 신연 골형성군에서만 술 후 7일부터 21일까지 신연을 시행 후 7일의 성숙기를 가진 후 희생하여 같은 시기의 골절 치유군과 비교하였다. 시간에 따른 MMP-1과 TGF-β1의 유전자 발현은 실시간 역전사 중합효소연쇄반응으로 정량화하고, 공간적(발현부위) 발현의 양상은 면역조직화학염색을 통하여 확인하였다. 결과: TGF-β1과 MMP-1 유전자의 발현은 양 군 모두에서 증가하는데, TGF-β1과 MMP-1은 모두 신연기에는 골절 치유군보다 항진되었다가, 신연을 정지한 후에는 골절 치유군과 비슷한 수준으로 감소하였다. 신연 골형성 군에서의 TGF-β1의 증가는 시기적으로 MMP-1의 증가 이후에 나타났다. 면역조직학적 검사에서 TGF-β1은 주로 골모세포와 혈관내피세포에 발현하는 반면 MMP-1은 주로 혈관내피세포에만 발현을 하였다 결론: MMP-1과 TGF-β1은 골절 치유와 신연 골형성술에서의 특정한 시간적 발현의 차이를 보이며 이러한 차이는 MMP-1에 의한 혈관신생과 TGF-β1의 발현이 연관성이 있을 개연성을 시사하는 것으로 사료되었다. Purpose: To evaluate the temporal and spatial expression of Transforming Growth Factor-β 1 and Matrix Metalloproteinase-1 in distraction osteogenesis and fracture healing models. Materials and Methods: Distraction osteogenesis was performed on the tibial diaphyses of Sprague-Dawley rats (latent period for 1 week, distraction for 2 weeks). The rats were euthanized at each week and the level of mRNA expression was assessed by real-time RT PCR and immunohistochemical staining. Results: Although the level of TGF-β1 mRNA and MMP-1 mRNA expression was increased during distraction osteogenesis and fracture healing, the level of mRNA expression was significantly higher in the distraction phase in the distraction group than in the fracture healing group at the same phase. After the distraction phase, the level of mRNA expression in both groups decreased to the base line. The peak expression of mRNA was followed by that of TGF-β1 mRNA. Immunohistochemical staining revealed that TGF-β1 was expressed mainly in the osteoblast and endothelial cells, and MMP-1 was expressed mainly in the endothelial cells of the vessel. Conclusion: There is specific time sequence in the expression of TGF-β1 and MMP-1 during fracture healing and distraction osteogenesis. These results suggest that TGF-β1 expression might be associated with the angiogenesis induced by MMP-1 expression during new bone formation.

MMT and TIMP production in periodontal ligament fibroblasts stimulated by Prevotella nigrescens lipopolysaccharide

Yang, Won-Kyung,Lee, Woo Cheol,Kim, Mi-Ri,Son, Ho-Hyun 大韓齒科保存學會 2005 Restorative Dentistry & Endodontics Vol.30 No.5

이 연구에서는 Prevotella nigrescens (P. nigrescens)의 lipoplysaccharide (LPS)로 자극한 치주인대 섬유아세포에서 matrix metalloproteinase (MMP)와 tissue inhibitor of metalloproteinase (TIMP)의 생성 양상과, LPS를 수산화칼슘으로 처리했을 때의 영향을 평가하였다. P. nigrescens에서 추출, 정제한 여러 농도의 LPS의 수산화칼슘으로 처리한 LPS로 치주인대 섬유아세포를 자극하여, Immunoprecipitation법으로 MMP-1, -2, TIMP-1의 단백질 생성 양상을, real-time polymerase chain reaction법으로 MMP-1의 mRNA 발현 양상을 분석하였다. 이 연구의 결과는 아래와 같다. 1. MMP-1은 단백질과 유전자 수준 모두 자극 시간과 비례하여 증가하여 48시간에 최대값을 보였다. 2. MMP-2 단백질 생성은 1, 10㎎/㎖에서 자극 시간과 비례하여 증가하였다. 3. TIMP-1 단백질 생성은 24시간까지 증가하다가 48시간에 감소하였고, 0.1과 1 ㎍/㎖에서 증가하였으나 10㎍/㎖에서 억제되었다. 4. P.nigrescens의 LPS를 수산화칼슘으로 처리시 MMP-1의 mRNA 발현은 현저하게 감소하였다. The purpose of this study was to monitor the secretion of matrix metalloproteinase (MMP) and tissue inhibitor of metalloproteinase (TIMP) by human periedontal ligament (PDL) fibroblasts stimulated with Prevotella nigrescens lipopolysaccharide (LPS), and to examine the effect of calcium hydroxide treatment on P. nigrescens LPS. LPS was extracted and purifled from anaerobically cultured P. nigrescens. PDL fibroblasts were stimulated by the LPS (0, 0.1, 1, 10 ㎍/㎖) or LPS (10 ㎍/㎖) preetreated with 12.5 ㎎/㎖ of Ca (OH)_(2) for 3 days, for various periods of time (12, 24, 48 h). Immunoprecipitation were pelformed for protein level analysis of MMP-1, MMP-2 and TIMP-1. Total RNA was isolated and real-time quantitativre polymerase chain reaction (PCR) was performed for quantification of MMP-1 mRNA. According to this study, the results were as follows: 1. The production of MMP-1 by stimulation with P. nigrescens LPS increased in time-dependent manner. and showed maximum value at 48 h in both prootein and mRNA level. But there was no dose-depen-dent increase. 2. MMP-2 production time-dependently increased when stimulated with 1 and 10 ㎍/㎖ LPS, but there was no dose-dependent increase. 3. TIMP-1 production increased to 24 h, but decreased at 48 h. It increased when stimulated with 0.1 and 1㎍/㎖ LPS, but suppressed at 10 ㎍/㎖. 4. P. nigrescens LPS pretreated with Ca (OH)_(2) markedly downregulated MMP-1 gene expression.

Modeling and Virtual Screening of Antisense Peptides Targeting the Divergent Region of Tumor-Associated MT1-MMP Protein

Bowen Tan,Yijie Zhou,Zhilei Song,Yinxuan Peng,Fang Wu,Yue Kang,Xiaomin Liu,Li Zeng,Tingting Huang,Zongying Liu,Lili Xiong,Zhiyun Guo,Jian Cui,Canquan Mao 대한화학회 2015 Bulletin of the Korean Chemical Society Vol.36 No.9

Membrane type-1 matrix metalloproteinase (MT1-MMP; also known as MMP14) is a key enzyme involved in tumor invasion and metastasis, and is a potential target for drug discovery for cancer therapy. However, till now there is no MT1-MMP- or MMP-based anticancer drugs in the market mainly because of the high conservation of the MMP family and also because there is no elucidated crystal structure for the mature MT1-MMP. The modeling of the three-dimensional structure of mature MT1-MMP and the finding of MT1-MMP targeted peptides by virtual screening are highly desired. In this study, the three-dimensional structure of mature MT1-MMP is constructed by homology and de novo modeling and later rationalized and optimized by molecular dynamics simulations. An antisense peptide library was constructed against the divergent sense peptide DEGTEEET in the specific region of MT1-MMP, which was found by multiple alignment of the whole MMP family. The antisense peptide library was virtually screened against the constructed three-dimensional model of MT1-MMP. The top 20 novel peptides were further studied, which were found well docked with MT1-MMP at the region of DEGTEEET, again confirming their specific binding to MT1-MMP. Preliminary study of one of the top-ranked peptide SFLLSPFV showed that it could inhibit the viabilities of MG63 and MDA-MB-231 tumor cells. We thus not only successfully modeled the three-dimensional structure of mature MT1-MMP but also provided a new way for the finding of peptide candidates targeting MT1-MMP based on antisense peptide library.

섬유아세포에서 프로모터 다형성에 의한 Matrix Metalloproteinase-1의 발현에 관한 연구

이진우,정유정,봉심규,박노준,이상헌,노민수,임경민,김수남,Lee, Jin Woo,Jung, Yujung,Bong, Sim-Kyu,Park, No-June,Lee, Sang Heon,Noh, Minsoo,Lim, Kyung-Min,Kim, Su-Nam 대한화장품학회 2021 대한화장품학회지 Vol.47 No.3

본 연구는 피부 섬유아세포에 자외선을 조사하거나 TNF-α를 처리하면 세포에 따라 MMP-1의 발현이 다르게 나타나는데, 이것이 MMP-1 프로모터의 다형성에 의해서 나타남을 밝히기 위해 수행되었다. 시판하는 23 종의 primary 섬유아세포에 대하여 MMP-1 프로모터의 -1607 부위의 유전형을 분석한 결과 6 개의 1G/1G 유전형, 10 개의 1G/2G 유전형, 7 개의 2G/2G 유전형을 가진 섬유아세포를 확인할 수 있었다. Hs68과 Detroit 551 세포주는 1G/2G 유전형을 가지는 것으로 확인되었다. 1G/1G 유전형은 TNF-α 처리에 의해 대조군에 비해 MMP-1이 2 배 높게 발현되었으며, 자외선에 의해서는 거의 발현되지 않았다. 1G/2G 유전형의 경우는 TNF-α 처리에 의해 MMP-1이 2.45 배 높게 발현되었으며, 자외선에 의해서는 1.4 배 MMP-1이 발현되었다. 2G/2G 유전형의 경우는 TNF-α 처리에 의해 MMP-1이 1.35 배 발현되었으며, 자외선에 의해서는 2.5 배로 높게 발현되었다. 즉 1G 유전형은 TNF-α에 의해, 2G 유전형은 자외선에 의해 발현이 유도되는 것으로 추정할 수 있으며, -1607 위치에 하나 더 삽입된 G에 의해서 Ets 전사인자가 결합할 수 있는 site가 만들어져서 MMP-1의 발현이 증가한다고 추정할 수 있으며, 피부 노화와 관련하여 섬유아세포에서는 이에 대한 연구가 전혀 진행되어 있지 않아서 향후 추가로 연구되어야 할 부분이다. 피부는 내인성 노화와 광노화의 영향을 동시에 받는 기관이므로, 피부 노화를 개선하기 위한 타겟으로 MMP-1의 발현을 분석할 경우에는 실험 조건에 적합한 유전형을 가지는 세포를 선택하여 연구를 진행하는 전략을 세워야 할 필요성이 대두된다. The skin fibroblasts of different origins showed different expression levels of MMP-1 in response to TNF-α treatment or UV irradiation. We hypothesized that this is caused by polymorphism in the MMP-1 promoter region. To elucidate it, first of all, we analyzed and classified the genotype of the -1607 site of the MMP-1 promoter in 23 commercially available primary fibroblasts, and then we examined the expression of MMP-1 by TNF-α or UVB stimulation for each classified genotype. As a result of the analysis, fibroblasts with 6 1G/1G genotypes, 10 1G/2G genotypes, and 7 2G/2G genotypes were identified. Hs68 and Detroit 551 cell lines were confirmed to have 1G/2G genotypes. In the 1G/1G genotype, MMP-1 was expressed twice as high as that of the control group by TNF-α treatment, and was hardly expressed by UV light. In the case of the 1G/2G genotype, MMP-1 was expressed 2.45 fold higher by TNF-α treatment, and 1.4 fold by UV light than the control. In the case of the 2G/2G genotype, MMP-1 was expressed 1.35 fold by TNF-α treatment, and was highly expressed by 2.5 fold by ultraviolet rays compared to control. It can be estimated that MMP-1 expression is better induced in the 1G genotype by TNF-α and in the 2G genotype by UV light. In addition, it can be presumed that MMP-1 expression is increased by creating a site where the Ets transcription factor can bind by another G inserted at the -1607 position. These studies have not been conducted at all in fibroblasts in relation to skin aging, so it is an area that needs to be further studied in the future. In conclusion, since the skin is an organ that is affected by both intrinsic aging and photoaging at the same time, when analyzing the expression of MMP-1 as a target for improving skin aging, it is necessary to select cells with a genotype suitable for the experimental conditions of the study.

아가위(Crataegus pinnatifida Bunge)로 부터 HS 68세포의 MMP-1에 대한 저해활성 물질의 분리

이세영,전혁,조홍연,안정희,Lee, Se-Young,Chun, Hyug,Cho, Hong-Yun,An, Jeung-Hee 한국응용생명화학회 2003 한국농화학회지 Vol.46 No.1

피부노화는 크게 생리적 노화(chmnological aging)와 광노화(photoaging)로 나누어 진다. 진피세포와 표피세포에서 광노화는 MMP(Matrix metalloproteinase)의 분비량이 증가하면서 MMP와 TIMP(Tissue inhibitors of metalloproteinase)의 균형을 깨뜨려 진피층을 붕괴가 유도된다. 본 연구는 광노화 및 암 전이 과정, 관절염 등 여러 질병에서 주목받고 있는 MMP-1의 생성 억제활성물질을 120여종의 식용식물(edible plants)로부터 활성물질을 분리, 정제하고 정제물질의 일부 물리화학적 성질을 규명하였다. 표피세포(HaCaT)와 진피세포(HS68) 세포주를 이용하여 다양한 강도의 UVB를 조사하여 생성되는 MMP-1의 양과 감수성을 검토한 결과 HS68에서 UVB의 조사량에 비례하여 MMP 분비량이 증가되는 반면, HaCaT세포의 MMP 분비량은 유의적 차이를 보이지 않았다. MMP-1 생성량이 가장 높은 UVB 조사량은 35 $mJ/cm^2$ 내외이었고, UVB조사 후 분비되는 MMP-1의 양은 36-48시간대에 가장 높게 나타났다. MMP-1의 생성 억제활성을 검색한 결과 아가위(Crataegus pinnatifida Bunge)의 냉수분획층(CP)에서 최대활성을 나타내었다. CP를 periodate 산화 처리에서는 변화가 없으나 pronase 처리시 활성이 감소되는것으로 단백질이 활성의 본체임을 확인하였다. 정제는 CP의 ultrafiltration처리, DEAE-Tayopearl 650c, Butyl-Tayopearl 650M의 이온교환크로마토그래프와 Bio-Gel P-30겔 여과 크로마토그래프 통해서 MMP-1 억제 활성 분획층 CP-2Va-2를 정제하였다. CP-2Va-2의 MMP-1억제활성은 88.5%이었으며, 분자량은 HPLC로 확인한 결과 19kDa, SDS-PAGE에서는 20 kDa 확인됨으로써 monomer구조임을 알 수 있었다. MMP-1 inhibitory compounds were isolated from 120 Korean traditional edible plants. UP- 1 activity significantly increased linearly with increasing UVB dose in normal human foreskin fibroblast HS68 cell, showing maximum activity at approximately 35 $mJ/cm^2$, whereas in HaCaT cell, normal human keratinocyte, no increase was observed. Maximum secretion of MMP-1 after UVB treatment occurred around 36-48 k after treatment. MMP-1 inhibitory compound isolated from cold-water fraction of Cataegus pinnatifida Bunge showed the mort potent activity. The MMP-1 inhibitory compound was deduced as a peptide based on the fact that pronase digestion decreased the activity whereas periodate oxidation did not. The most potent UP- 1-inhibitory protein, CP-2Va-2, showing an activity of 88.5% against MMP-1, was isolated through sequential column chromatography on DEAE-Toyopearl 650C, Butyl-Toyopearl 650M, and Bio-Gel P-30. Molecular weight of CP-2Va-2 determined through high performance liquid chromatography and SDS PACE was 19 and 20 kDa. respectively, signifying a monomeric structure.

Transcription factor EGR-1 transactivates the MMP1 gene promoter in response to TNFα in HaCaT keratinocytes

여현진,Jeong Yeon Lee,JuHwan Kim,안성신,Jeong You Jeong,Ji Hye Choi,이영한,신순영 생화학분자생물학회 2020 BMB Reports Vol.53 No.6

Matrix metalloproteinase 1 (MMP-1), a calcium-dependent zinccontaining collagenase, is involved in the initial degradation of native fibrillar collagen. Tissue necrosis factor-alpha (TNFα) is a pro-inflammatory cytokine that is rapidly produced by dermal fibroblasts, monocytes/macrophages, and keratinocytes and regulates inflammation and damaged-tissue remodeling. MMP-1 is induced by TNFα and plays a critical role in tissue remodeling and skin aging processes. However, the regulation of the MMP1 gene by TNFα is not fully understood. We aimed to find additional cis-acting elements involved in the regulation of TNFα-induced MMP1 gene transcription in addition to the nuclear factor-kappa B (NF-κB) and activator protein 1 (AP1) sites. Assessments of the 5’-regulatory region of the MMP1 gene, using a series of deletion constructs, revealed the requirement of the early growth response protein 1 (EGR-1)-binding sequence (EBS) in the proximal region for proper transcription by TNFα. Ectopic expression of EGR-1, a zinc-finger transcription factor that binds to G-C rich sequences, stimulated MMP1 promoter activity. The silencing of EGR-1 by RNA interference reduced TNFα-induced MMP-1 expression. EGR-1 directly binds to the proximal region and transactivates the MMP1 gene promoter. Mutation of the EBS within the MMP1 promoter abolished EGR-1-mediated MMP-1 promoter activation. These data suggest that EGR-1 is required for TNFα-induced MMP1 transcriptional activation. In addition, we found that all three MAPKs, ERK1/2, JNK, and p38 kinase, mediate TNFα-induced MMP-1 expression via EGR-1 upregulation. These results suggest that EGR-1 may represent a good target for the development of pharmaceutical agents to reduce inflammation-induced MMP-1 expression.

Naringenin이 NF-κB, AP-1 억제를 통한 MMP-9 활성 및 발현 억제 효과

채수철 ( Soo Chul Chae ),고은경 ( Eun Gyeong Kho ),서은선 ( Eun Sun Seo ),유근창 ( Geun Chang Ryu ),나명석 ( Myung Suk Na ),김인숙 ( In Suk Kim ),이종빈 ( Jong Bin Lee ) 한국환경생물학회 2009 환경생물 : 환경생물학회지 Vol.27 No.1

Naringenin은 flavonoid 구조의 감귤류 과피에 다량 함유되어 있으며 항암 및 항산화 등의 다양한 생리활성을 가지는 것으로 보고되었다. 이에 본 연구에서는 HT-1080 섬유육종세포의 전이에 대한 영향을 조사하였다. 먼저 Naringenin이 암세포의 이동에 미치는 영향을 알아보기 위해 migration assay를 한 결과, Naringenin이 암세포의 이동을 농도 의존적으로 억제시켰다. 암의 전이에 있어서 매우 중요한 역할을 하는 단백질분해효소인 matrix metalloproteinase-9 (MMP-9)의 활성도를 측정하기 위해 gelatin zymography를 한 결과, Naringenin이 PMA에 의해 증가된 MMP-9의 효소 활성도를 농도 의존적으로 감소시켰다. 또한 MMP-9와 TIMP-1의 유전자발현에 대한 Naringenin의 영향을 RT-PCR 방법으로 조사한 결과, Naringenin이 PMA에 의해 증가된 MMP-9의 mRNA 발현을 농도 의존적으로 감소시켰으나 TIMP-1의 mRNA 발현에는 변화가 없었다. MMP-9 발현 감소에 관여하는 전사조절인자를 확인하기 위해 promoter assay를 한 결과, Naringenin이 PMA에 의해 증가된 MMP-9 및 NF-κB, AP-1의 promoter 활성을 농도 의존적으로 감소시켰다. 또한 MMP-9의 전자조절인자인 NF-κB와 AP-1의 결합 활성도를 electrophoretic mobility shift assay로 확인한 결과 Naringenin이 PMA에 의해 증가된 NF-κB와 AP-1의 결합 활성도를 농도 의존적으로 감소시켰다. 결론적으로 Naringenin이 전사조절인자인 NF-κB와 AP-1의 활성을 억제함으로써 MMP-9의 유전자 발현 및 효소 활성을 억제하고 그 결과 암세포의 이동과 침윤을 억제하는 것을 알 수 있다. The chemopreventive effects of naringenin derived from citrus on tumor migration and the possible mechanisms involved in this protection were investigated in HT-1080 tumor cells. In this study, we found that naringenin reduced phorbol 12-myristate 13-acetate (PMA)-enhanced matrix metalloproteinases (MMP)-9 activation in a dose-dependant manner and further inhibited HT-1080 cell migration. In addition, naringenin suppressed PMA-enhanced expression of MMP-9 protein, mRNA and transcription activity levels through suppression of nuclear factor κB (NF-κB) activation and activator protein-1 (AP-1) translocation without changing tissue inhibitor of metalloproteinase (TIMP)-1 level. Therefore, our results suggested that the inhibitory effects of naringenin on MMP-9 activation, relation of tumor migration in vitro possibly involve mechanisms related to its ability to suppress PMA-enhanced MMP-9 gene and protein expression through NF-κB activation and AP-1 translocation. Overall, naringenin may be a valuable anti-invasive drug candidate for cancer therapy.

무균성 뇌수막염 소아에서 뇌척수액내 Matrix Metalloproteinase(MMP)-9과 Tissue Inhibitor of Metalloproteinase(TIMP)-1의 증가

양주희,박민혁,심정연,정혜림,박문수,금동혁,Yang, Ju Hee,Park, Min Hyuk,Shim, Jung-Yeon,Jung, Hye Lim,Park, Moon Soo,Keum, Dong Hyuck 대한소아청소년과학회 2003 Clinical and Experimental Pediatrics (CEP) Vol.46 No.6

목 적 : 뇌수막염에서 MMP-9은 뇌혈관 내피하 기질막을 분해하여 혈관-뇌장벽을 파괴하는데 주된 역할을 담당하며 TIMP-1은 MMP-9의 전효소와 복합체를 형성하여 MMP-9의 작용을 선택적으로 억제하는 인자로 알려져 있으나 이들의 상호작용은 아직 밝혀진 바가 별로 없다. 최근 세균성 뇌수막염 환자의 뇌척수액에서 MMP-9과 TIMP-1 측정에 대한 연구가 있었고, 특히 세균성 뇌수막염에서 신경학적 합병증의 예후인자와 관련하여 MMP-9의 역할에 대한 보고들이 있었으나 아직 무균성 뇌수막염 환자를 대상으로 한 보고는 별로 없었고 특히 국내에서 보고된 바는 없었다. 이에 저자들은 무균성 뇌수막염 환아의 혈액과 뇌척수액에서 MMP-9과 TIMP-1의 농도를 측정하여 대조군과 비교하고, MMP-9과 TIMP-1 및 다른 뇌수막염 관련인자들 사이의 상관관계를 비교 분석하고자 하였다. 방 법: 2002년 6월부터 7월까지 강북삼성병원 소아과 내원환자 중 발열과 뇌막자극증상을 보인 40명의 환아들을 대상으로 뇌척수액 검사를 시행하여, 무균성 뇌수막염 소견을 보인 25명을 뇌수막염군, 정상소견을 보인 14명을 대조군으로 하였다. 입원당일 혈액과 뇌척수액을 채취하여 혈액에서 백혈구수를 측정하고, 뇌척수액에서 백혈구수와, 당, 단백농도 및 뇌압을 측정하였다. 나머지 혈액 및 뇌척수액 검체는 실온에서 10분간 2,000g으로 원심분리하여 영하 70도에서 보관후 sandwich ELISA 방법을 이용하여 각각의 검체에서 일시에 MMP-9과 TIMP-1의 농도를 정량하였다. 결 과 : 뇌척수액 MMP-9과 TIMP-1 농도는 뇌수막염군에서 의미있게 증가되었고(P<0.05), 혈청 MMP-9과 TIMP-1 농도는 두 군간에 차이가 없었다. 뇌척수액 MMP-9과 TIMP-1은 서로 의미있는 양의 상관관계를 보였으며($r_s=0.42$, P<0.05), 뇌척수액 MMP-9/TIMP-1 비율은 대조군에 비해 무균성 뇌수막염군에서 의미있게 증가되었다(P<0.05). 뇌척수액 MMP-9과 TIMP-1은 뇌척수액 총백혈구수와 양의 상관관계를 보였다($r_s=0.43$, P<0.05, $r_s=0.48$, P<0.05). 뇌척수액 TIMP-1은 뇌척수액 단백 농도와 양의 상관관계를 보였다($r_s=0.43$, P<0.05). 결 론 : 무균성 뇌수막염 환아의 급성기 뇌척수액에서 MMP-9과 TIMP-1이 의미있는 증가를 보였고, 뇌척수액 TIMP-1은 정상군에서 상대적으로 높은 농도를 보이고 있어 MMP-9과 TIMP-1은 각각 뇌혈관장벽의 파괴와 유지에 관여한다고 생각된다. Purpose : Matrix metalloproteinase(MMP)-9 is known to breakdown the blood-brain barrier by degrading the extracellular matrix of the subendothelial basement membrane in meningitis. Tissue inhibitor of metalloproteinase(TIMP)-1, a known inhibitor of MMP-9, has been postulated to inhibit the proteolytic activity of MMP-9 by bindng to MMP-9, but their interaction has not been fully understood yet. So far, there have been some reports on the relationship of MMP-9 and TIMP-1 in bacterial meningitis, but few reports in viral meningitis. Furthermore, there has been no report on this in Korea. We investigated the concentrations of MMP-9 and TIMP-1 in cerebrospinal fluid (CSF) and serum of patients with viral meningitis and control subjects, and evaluated their relationship with other clinical parameters of meningitis. Methods : CSF and blood were obtained from 25 subjects with viral meningitis and 14 control subjects. After centrifugation, supernatants were stored at $-20^{\circ}C$ and we assayed concentrations of MMP-9 and TIMP-1 by the sandwich ELISA method. Results : Concentrations of CSF MMP-9 and TIMP-1 were significantly elevated in patients with viral meningitis, when compared with those in control subjects. Their serum levels showed no differences between the two groups. MMP-9 levels were closely correlated with TIMP-1 levels in the CSF($r_s=0.42$, P<0.05). CSF MMP-9/TIMP-1 ratios were significantly higher in patients with viral meningitis than those in the control subjects(P<0.05). Both CSF MMP-9 and TIMP-1 levels positively correlated with CSF total leukocyte counts($r_s=0.43$, P<0.05, $r_s=0.48$, P<0.05). TIMP-1 levels positively correlated with total protein concentrations in the CSF($r_s=0.43$, P<0.05). Conclusion : MMP-9 and TIMP-1 may play an important role in the breakdown and maintenance of BBB in viral meningitis, respectively.