간 성상세포 활성화에 따른 세로토닌 수용체의 발현

Abstract

[한글]간 성상세포는 여러 과정을 거쳐 병적 상태로 활성화 되는데, 이런 활성화는 만성 간질환에서의 혈관저항 증가 및 간문맥 고혈압 형성에 중요하게 관여하는 것으로 보고되고 있다. 다양한 생리 및 병태생리적 작용을 나타내는 세로토닌은 특히 간경변 및 간문맥 고혈압환자에게서 높은 혈중농도가 나타나는 것으로 최근 보고되고 있지만 이들과의 상관성에 관한 자세한 기전은 알려진 바가 거의 없다. 따라서 본 실험에서는 흰 쥐 간에서 분리된 간 성상세포를 분리․배양하여 활성화를 유도하고, 이에 따른 세로토닌 수용체의 발현 및 특성을 확인하고자 하였다.간 성상세포의 활성화는 α-smooth muscle actin(α-SMA) 등의 면역염색으로 확인하였고, 전기생리학적 기법, 실시간 연쇄 중합반응 및 세포내 칼슘이온농도 측정을 이용하여 세로토닌 수용체의 발현 및 기능의 변화를 관찰하였다. 간 성상세포의 활성화 과정에서 L-type 막전압 의존성 칼슘통로(Cav1.2)와 함께, 여러 종류의 세로토닌 수용체가 발현되었으나, 직접적인 세포내 칼슘이온 증가를 유발할 수 있는 5-HT2 및 5-HT3 수용체중 5-HT2A 및 5-HT2B 수용체의 발현이 증가되었으나, 5-HT3 수용체는 발현되지 않았다. 한편, 5-HT 투여에 의한 칼슘이온의 증가는 간 성상세포가 활성화된 후에만 나타났으며 5-HT2 수용체를 통한 칼슘이온의 증가는 phospholipase C(PLC) 억제제에 의해 대부분 차단되어 세포내 칼슘이온 저장소로부터 칼슘이온이 동원됨을 알 수 있었다. 또한 5-HT 투여에 의한 칼슘이온의 증가는 5-HT2A 수용체의 선택적인 봉쇄제인 rintanserin에 의해 부분적으로 억제되었으나, 5-HT2B 수용체 억제제인 SB204741에 의해서는 영향을 받지 않았다. PLC를 매개로 칼슘이온의 증가를 유발하는 IP3 수용체 중 IP3-1 아형과 소포체에 존재하는 Ca2+ ATPase(SERCA) 중 SERCA-2 아형의 발현이 활성화 과정에서 뚜렷이 증가되었고 세포질과 소포체에 존재하는 칼슘결합 단백질인calsequestrin, calnexin 및 calreticulin등의 발현도 활성화 과정 중 증가되었다.이상의 실험결과로 미루어 보아 간 성상세포의 활성화 과정에 5-HT2 수용체의 발현이 동반되며 특히 5-HT2A 수용체를 매개로 PLC를 경유하여 소포체 막에 존재하는 IP3-1 수용체를 통해 칼슘이온이 동원됨을 확인하였다. 따라서 혈중 세로토닌 농도를 감소시키거나 5-HT2A 수용체 억제제의 투여가 간문맥 항진을 유발하는 만성 간질환의 치료적 표적이 될 수 있으리라 사료된다.

[영문]Hepatic stellate cells (HSCs) can transform into activated myofibroblasts or smooth muscle cells under several pathologic conditions such as elevated intrahepatic vascular resistance and portal hypertension. Platelet-derived serotonin mediates various physiological and pathophysiological responses and it has been reported that patients with liver cirrhosis and hepatic portal hypertension have high levels of blood serotonin. In this study, the expression of serotonergic receptors and the functional role of specific serotonin receptors were characterized following the activation of hepatic stellate cells.Activated HSC is characterized by the expression of α-smooth muscle actin(α-SMA). The expression of serotonin receptor in HSCs were investigated by measuring [Ca2+] using a Real time-PCR. During activation of HSC, there was an increase in expression of L-type voltage-dependent Ca2+ channels(Cav1.2), 5-HT2A and 5-HT2B receptor. However, 5-HT3 receptor did not show any increase in expression.Increase in [Ca2+]i by 5-HT were observed only after activation process in HSC. Increase in [Ca2+]i via 5-HT2 receptor was inhibited by U-73122, a phospholipase C inhibitor and ritanserin, a selective 5-HT2A receptor antagonist.PLC-mediated increase of [Ca2+]i resulted in the increased expression of IP3-1 subtype of IP3-receptor. Expression of SERCA-2 type of Ca ATPase also increased along with mRNAs of some calcium binding proteins such as calsequestrin, calnexin and calreticulin.Taken together, these results suggest that increased expression of 5-HT2A receptors is closely related to the activation processes of hepatic stellate cells and Ca2+ mobilization via PLC-IP3 pathways. Therefore, 5-HT2A receptors in activated HSC may be a potential therapeutic target in reducing portal hypertension.