Colchicine 및 D-penicillamine에 의한 섬유아세포의 제I형 교원질 및 collagenase의 mRNA 발현 조절

Abstract

[한글]

경피증(scleroderma)의 정확한 원인은 아직 밝혀지지 않았지만 피부에만 국소적으로, 또는 피부 및 내부장기에까지 전신적으로 제 I형 교원질(type I collagen)이 과다하게 침착되는 질환이다. 결과적으로 병변 부위가 단단하게 굳어 기형을 초래하거나 내부장기의 경화로 인한 기능저하로 사망에까지 이르게 된다. 이러한 경피증을 치료하기 위하여 여러 가지 약물이 쓰이고 있는 데, 그 중 널리 쓰이는 것이 D-penicillamine과 colchicine이다. 두 약물 모두 단백질수준에서 교원질의 합성을 저해하며 colchicine은 추가적으로 collagenase의 활성을 증가시켜 교원질의 분해를 촉진시키는 것으로 알려져 있으나, 두 약물들이 제 I형 교원질과 collagenase의 mRNA 발현에 어떤 영향을 미치는지에 대해서는 이제껏 알려진 바가 없다.

따라서 본 연구에서는 D-penicillamine과 colchicine이 제 I형 교원질과 interstitial collagenase(matrix metalloproteinase-1; MMP-1)의 mRNA 발현에 어떠한 영향을 미치는 지를 살펴보기 위해 신생아의 포피(foreskin)에서 배양한 인체 진피 섬유아세포를 이용하

여 실험하였다. 즉 배양한 섬유아세포에 약물을 첨가한 후 24시간 후 total RNA를 분리하고 Nothern blotting에 의해 제 I형 교원질과 MMP-1의 mRNA를 정량하였다.

실험 결과 다음과 같은 결과를 얻었다.

1. D-penicillamine은 TGF-β에 의해 증가된 인체 진피 섬유아세포의 제 I형 교원질 mRNA 발현을 억제하지 못하였으나 colchicine은 TGF-β에 의해 증가된 인체 진피 섬유아세포의 제 I형 교원질 mRNA 발현을 농도에 비례하여 억제하는 경향을 보였다.

2. D-penicillamine은 인체 진피 섬유아세포의 제 I형 교원질 mRNA 기본 발현(basal expression)을 억제하지 못하였으나 colchicine은 제 I형 교원질 mRNA 기본발현도 농도에 비례하여 억제하는 경향을 보였다.

3. D-penicillamine과 colchicine의 복합 투여 시, TGF-β에 의해 증가된 인체 진피 섬유아세포의 제 I형 교원질의 mRNA 발현은 colchicine 단독 투여 시와 비슷한 정도의 억제를 보였다

4. D-penicillamine과 colchicine의 복합 투여 시, 인체 진피 섬유아세포의 제 I형 교원질 mRNA 기본 발현은 colchicine 단독 투여 시와 비슷한 정도의 억제를 보였다.

5. Colchicine은 인체 진피 섬유아세포의 MMP-1 mRNA 발현을 약간 증가시켰으나 D-penicillamine은 영향을 주지 않았다.

6. TGF-β에 의해 증가된 인체 진피 섬유아세포의 제 I형 교원질 mRNA 발현에 대한 colchicine과 dexamethasone의 억제 작용을 비교한 결과, 두 약물이 비슷한 정도로 농도에 비례하여 억제 작용을 나타냈으나 dexamethasone의 경우 낮은 농도에서 약간 더 큰 억제 작용을 나타냈다.

이상의 결과에서 보면 colchicine은 인체 진피 섬유아세포의 제 I형 교원질 mRNA발현은 억제시키고 MMP-1 mRNA 발현은 약간 증가시키지만, D-penicillamine은 이들에 영향을 주지 않았으며, 이들의 복합 투여 시 별 다른 작용은 나타나지 않았다.

[영문]

Scleroderma is a disorder in which idopathic sclerosis occurs in the skin or internal organs by accumulation of type I collagen. Colchicine and D-penicillamine are widely used for the treatment of scleroderma but their effects on the mRNA expression of type I collagen and interstitial collagenase(matrix metalloproteinase-1, MMP-1) are not known.

To examine the corresponding effects, cultured neonatal foreskin fibroblasts were stimulated by colchicine and D-penicillamine, selectively or together. Their total RNA was extracted and the amount of a(1)I procollagen mRNA was quantitated by Northen blotting.

The results are as fallows,

1. Colchicine suppressed TGF-β-induced type I collagen mRNA expression in cultured human dermal fibroblasts in direct proportion to its concentration.

2. Colchicine suppressed the basal expression of type I collagen mRNA in cultured human dermal fibroblasts in proportion to its concentration.

3. D-penicillamine did not inhibit the increased expression of type I collagen mRNA induced by TGF-β in cultured human dermal fibroblasts nor did antagonize the effect of colchicine.

4. D-penicillamine did not inhibit the basal expression of type I collagen mRNA in cultured human dermal fibroblasts nor did antagonize the effect of colchicine.

5. Colchicine minimally increased the expression of MMP-1 mRNA expression in cultured human dermal fibroblasts.

6. The potency of colchicine on the suppression of TGF-β-induced type I collagen mRNA expression was almost equivalent to that of dexamethasone.

In conclusion, colchicine suppresses the mRNA expression of type I collagen and minimally stimulates the mRNA expression of MMP-1 whereas D-penicillamine does loot modulate their mRNA expression. Combined administration of the two agents did not

result in any appreciable effects.