IL-1ss induces lysozyme overexpression through a mechanism involving ERK/p38 mitogen activated protein kinase activation in human airway epithelial cells

Abstract

[한글]본 연구의 목적은 사람 정상 기도 상피 세포에서 주요 염증 상태에서 분비되어 선천적인 면역 기능을 담당하는 라이소자임의 유전자 발현 조절에 관여하는 인자와 세포 내에서의 신호 전달 기전에 대해 규명하고자 하는 것이었다. 첫번째로 사람 정상 코점막 상피 세포에 IL-1ss를 전처리 한 후 RTPCR을이용하여 Lysozyme의 유전자 발현이 대조군에 비하여 증가함을 확인하였다. 두번째로 같은 세포군에 IL-1ss를 전처리한 후 세포 내 신호전달에관여하는 protein kinases 중 ERK/p38 MAP kinase의 활성화된 형태의 발현이증가함을 Western blot 방법을 이용하여 확인하였다. 같은 방식으로 사람 정상 코점막 상피 세포에 IL-1ss와 ERK/p38 MAP kinase에 특이적으로 결합하는억제인자를 전처치한 후 Western blot을 이용하여 라이소자임의 발현 및ERK/p38 MAP kinase 활성화 형태의 발현이 감소함을 확인하였다. 마지막으로 비활성화 형태의 ERK/p38 MAP kinase를 지니고 있는 Dominant negativecell line에 IL-1ss를 처치할 경우 역시 라이소자임의 발현 및 ERK/p38 MAPkinase 활성화 형태의 발현이 감소함을 확인하였다. 따라서 본 연구에서는사람 정상 기도 상피세포에서 IL-1ss 에 의해 라이소자임의 유전자 발현이증가하며 그 과정은 필수적으로 ERK/p38 MAP kinase를 거쳐서 세포내로 신호 전달을 함으로써 발현이 증가함을 확인하였다.

[영문]Lysozyme is a major serous component of airway epithelial secretions, acts ascationic antimicrobial protein for innate immunity . Although lysozyme plays animportant role in airway defense and is a key component of airway secretions underinflammatory conditions, little is understood about the regulation of its expression andthe associated signaling pathway.The object of this study was to investigate the regulation of lysozyme expresssionand the downstream signaling pathway of lysozyme expression and the related proteinkinases under inflammatory conditions using IL-1ss, which acts as a significantcytokine in many airway inflammations.IL-1ss treated normal human nasal epithelial cells overexpressed lysozyme comparedto the control group, based on RT-PCR. Activated ERK/p38 kinase level showedmarked increment by treating NHNE with IL-1ss,which was confirmed by Western blotanalysis. Lysozyme expression and ERK/p38 kinase levels decreased when inhibitorsof ERK/p38 MAP kinases were added to IL-1ss treated cells, as confirmed by Westernblot analysis. Finally, expression of lysozyme and activated level of ERK/p38 MAPkinases decreased in a dominant-negative cell line even when treated with IL-1ss .From these results, we concluded that IL-1ss induces overexpression of lysozyme viaERK/p38 MAP kinase signaling pathways in airway epithelial cells.