Role of MAP kinases in chitinase induced IL-8 secretion in human airway epithelial cells

Abstract

[한글]

Chitinase는 다양한 chitin 포함 유기체로부터 생산된다. 최근 몇몇 연구에서 acidic mammalian chitinase (AMCase)가 Th2 매개 airway inflammation을 유도시킨다고 보고하고 있다. 그러나 우리 주변에서 자주 접하게 되는 외부 chitinase에 대한 면역반응 기작은 알려진 것이 없다. 또한 여러 가지 자극에 의해 만들어지는 cytokine인 IL-8은 기관지 천식의 allergic inflammation의 발병에 역할을 한다고 알려져 있다. 본 연구에서는 Streptomyces griseus (S. griseus)로부터 추출한 외부 chitinase가 인간 호흡기 상피세포에 IL-8 생산을 유도하는지 protein kinase와의 관계를 통하여 밝히고자 하였다.배양한 호흡기 상피세포에 다양한 농도와 시간으로 S. griseus chitinase를 처리해주고, IL-8 발현량은 enzyme-linked immuno sorbent assay (ELISA)와 reverse transcriptase polymerase chain reaction (RT-PCR)으로 측정하였다. 또한 다양한 inhibitor를 사용하여 S. griseus chitinase에 의한 IL-8 발현 기작을 밝히고자 하였다.H292 세포에 S. griseus chitinase를 처리해 주었을 때 IL-8 생성과 mRNA 발현이 시간과 농도에 따라 증가되었다. 또한 ERK 1/2와 p38 MAPK inhibitor인 U0126과 SB202190을 처리해 주었을 때 IL-8 의 생성이 H292 세포에서 의미있게 감소하였으나 JNK inhibitor에 의한 의미있는 감소는 보이지 않았다. 그리고 Calphostin C 와 Ro-31-8220을 처리를 통해 PKC 아형 γ의 활성화가 chitinase에 의한 IL-8 생성에 필요하다는 것을 확인할 수 있었다. 또한 Radicicol의 처리를 통해 Ras-Raf signalling도 chitinase에 의한 IL-8 생성을 조절할 수 있음을 알 수 있었다.결론적으로 S. griseus chitinase는 인간 호흡기 상피세포에서 PKC, Ras-Raf, ERK, p38 MAPK의 활성화에 의해 IL-8 의 생성을 유도할 수 있을 것으로 사료된다.

[영문]

Chitinase is produced by a number of different chitin-coating organisms. Several studies have suggested that acidic mammalian chitinase (AMCase) is induced Th2-like airway inflammation. However, little is known on the immune response of exogenous chitinase frequently exposed daily life. IL-8 has been suggested to have a role in the pathogenesis of the allergenic inflammation of bronchial asthma. We examined whether Streptomyces griseus (S. griseus) chitinase induced IL-8 effect on airway epithelium and identified the relation between protein kinases and IL-8 production.Cells were treated with S. griseus chitinase in different concentrations and times. IL-8 levels were determined by specific human IL-8 enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) and reverse transcriptase polymerase chain reaction (RT-PCR). And using a series of pharmacological inhibitors, we examined the upstream signalling pathway responsible for IL-8 expression in response to S. griseus chitinase.In H292 cells, treatment with S. griseus chitinase increased IL-8 protein production and mRNA expression level depending on time and dose. Treatment with U0126 and SB202190, which blocks the activation of extracellular signal-regulated kinase (ERK) 1/2 and p38 mitogen activated protein kinase (MAPK), inhibited IL-8 expression significantly. However c-Jun NH2-terminal kinase (JNK) inhibitor had no effect. And we demonstrated that activation of Protein Kinase C (PKC) isoform γ was required of chitinase induced IL-8 expression by treatment of calphostin C and Ro-31-8220. In addition, through radicicol treatment, it was proven that Ras-Raf signalling regulated chitinase-induced IL-8 expression.We concluded that S. griseus chitinase-induced IL-8 expression was regulated by activation of PKC, Ras-Raf, ERK and p38 MAPK in human airway epithelial cells.