단핵구세포주 THP-1의 분화과정에서 Ref-1의 역할 = The Role of Ref-1 in the Differentiation Process of Monocytic THP-1 Cells

국문 초록 (Abstract)

Redox factor (Ref)-1은 세포질과 핵을 오가며 산화환원(redox) 환경에 민감한 transcription factors의 조절과 손상된 DNA의 교정 등 다양한 기능을 수행하는 단백질이다. 하지만, 단핵구(monocyte)의 대식세포(macrophage)로의 분화과정에서 Ref-1의 역할은 잘 알려져 있지 않다. 본 연구에서는 인간 단핵구세포주 THP-1을 이용하여 Ref-1의 단핵구 분화과정에 미치는 영향을 조사하였다. 분화제 phorbol 12-myristate 13-acetate (PMA)는 시간이 지날수록 세포의 부착능을 증가시키고 포식기능의 현저한 증가를 보이지만, Ref-1의 세포 내 양을 현저히 감소시켰다. Ref-1의 억제제인 E3330와 siRNA 기법을 이용한 Ref-1 knockdown은 PMA에 의한 세포 부착능과 막표면 분화인자의 발현을 현저히 감소시켰다. 이는 PMA에 자극을 받은 THP-1 세포의 분화 초기과정에는 Ref-1의 역할이 절대적으로 필요하다는 것을 의미한다. 단핵구 분화과정에서 Ref-1의 작용기전을 조사하기 위하여, PMA로 자극한 THP-1 세포의 세포질과 핵에서 Ref-1의 분포를 조사하였다. 놀랍게도, PMA 자극은 Ref-1을 빠르게 핵으로 이동하는 결과를 나타내었다. Ref-1의 핵으로의 이동이 단핵구 분화에 필요함을 증명하기 위하여, nuclear localization sequence (NLS)가 제거된 Ref-1 vector를 사용하였다. 그 결과, 핵으로의 이동이 제한된 ∆NLS Ref-1의 과발현은 PMA 자극에 의한 막표면 단백질의 발현 억제와 포식기능의 현저한 감소를 보였다. 이를 종합하면, Ref-1은 분화제 자극에 의한 분화 유도 초기과정에 핵으로 이동하여 다양한 분화인자의 발현에 관여하는 것으로 보인다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Redox factor (Ref)-1, a ubiquitously expressed protein, acts as a modulator of redox-sensitive transcription factors and as an endonuclease in the repair pathway of damaged DNA. However, the function of Ref-1 in the differentiation of monocytes into macrophages has not been defined. In this study, we investigated the effects of Ref-1 on the monocyte differentiation process using the human monocytic cell line THP-1. The differentiation agent PMA increased cell adhesion over time and showed a significant increase in phagocytic function but decreased the intracellular amount of Ref-1. Ref-1 inhibitor E3330 and Ref-1 knockdown using the siRNA technique reduced cell adhesion and the expression of differentiation markers, such as CD14, ICAM-1, and CD11b, by PMA stimulation. This means that the role of Ref-1 is absolutely necessary in the initial process of differentiating THP-1 cells stimulated by PMA. Next, the distribution of Ref-1 was examined in the cytoplasm and nucleus of THP-1 cells stimulated with PMA. Surprisingly, PMA stimulation resulted in the rapid translocation of Ref-1 to the nucleus. To prove that movement of Ref-1 to the nucleus is required for monocyte differentiation, a Ref-1 vector with the nuclear localization sequence (NLS) deleted was used. As a result, overexpression of ∆NLS Ref-1, which restricted movement to the nucleus, suppressed the expression of differentiation markers and notably reduced phagocytic function in PMA-stimulated THP-1 cells. In conclusion, these data suggest that the differentiation of monocytic THP-1 cells requires Ref-1 nuclear translocation during the initial process of biochemical events following stimulation from PMA.