실험적 췌장염에서 IL-1β 발현에 대한 JAK/STAT의 역할

Abstract

[한글]췌장염은 췌장 소화효소의 활성화로부터 일어나 췌장의 손상을 시작으로 다장기부전(multiple organ failure)으로 이르는 질병이다. 실험적으로 많이 사용되고 있는 cerulein에 의한 췌장염 모델은 소화효소 생성의 조절장애, 세포질 내의 공포화, 부종형성, 췌장 선세포의 죽음, 췌장으로 염증세포의 침윤 등의 인간의 임상적인 부종성 췌장염 특징과 생화학적, 형태학적, 병리학적으로 유사하여 널리 사용되고 있다. Celurein에 의해 췌장 선세포는 여러 염증성 cytokine을 발현한다. Janus kinase/signal transducer and activator of transcription(JAK/STAT)경로는 여러 세포와 조직에서 다양한 염증반응을 매개한다고 알려져 있다. 본 연구는 cerulein 처리에 의해 췌장 선세포주인 AR42J와 흰쥐에서 JAK/STAT 신호를 활성화하는 것을 측정하였으며, cerulein이 염증성 cytokine인 IL-1β의 발현을 유도하는 것을 확인하였다. 그리고 JAK2 억제물질인 AG490을 사용하여 JAK/STAT 신호경로가 cerulein에 의한 IL-1β의 발현을 매개하는 지를 확인하였다. AR42J 세포와 흰쥐에 cerulein 처리에 의한 JAK/STAT의 활성화를 Western blotting 분석법을 통해 인산화된 JAK2와 STAT3를 측정해 보았다. AR42J 세포와 흰쥐의 혈청에서 IL-1β의 mRNA 발현을 역전사 중합효소 연쇄반응법으로 측정하며 단백 수준을 ELISA법을 통하여 확인하였다. 결과적으로 AR42J 세포에서 cerulein에 의해 JAK2와 STAT3의 활성화와 IL-1β의 발현이 유도되어지며 JAK2 억제물질인 AG490의 처리로 이들의 활성화와 발현을 막을 수 있었다. 흰쥐에서도 AG490이 cerulein에 유도된 STAT3의 활성화와 IL-1β의 발현을 억제하였다. 결론적으로 JAK2, STAT3 경로는 IL-1β와 같은 염증성 cytokine을 유도하여 췌장염 발생 기전에 관여할 것으로 생각하며 JAK2 억제물질은 췌장염의 증상을 완화시켜 주는 물질로 응용 가능할 것으로 생각된다.

[영문]Acute pancreatitis is characterized by initial pancreatic injury resulting from the activation of digestive enzymes and later widespread inflammation to distant organs. Cerulein-induced pancreatitis is similar to human edematous pancreatitis with dysregulation of the digestive enzyme production, cytoplasmic vacuolization, death of acinar cells, edema formation, and infiltration of inflammatory cells into the pancreas. Cytokines are up-regulated in pancreatic acinar cells stimulated with cerulein. In various cells and tissues, Janus kinase/signal transducer and activator of transcription(JAK/STAT) pathway mediates inflammatory processes. In the present study, it was aimed to investigate whether the activation of JAK/STAT signaling mediates Il-1β expression in pancreatic acinar AR42J cells stimulated with cerulein in vitro as well as the rats with cerulein-induced pancreatitis in vivo using AG490, the JAK2 inhibitor. Activation of JAK2 and STAT3 were monitored by Western blotting analysis for phosphorylation of JAK2 and STAT3. The mRNA expression and protein level of IL-1β were determined by reverse transcription-polymerase chain reaction(RT-PCR) and enzym-linked immunosorbant assay(ELISA). Serum IL-1β levels of the rats were determined by ELISA. As a result, cerulein induced activation of JAK2 and STAT3 as well as IL-1β expression, which were inhibited by the treatment of AG490 in AR42J cells. In cerulein-induced pancreatitis of the rats, increased serum levels of IL-1β were suppressed by AG490 treatment. In conclusion, JAK2/STAT3 pathway inducing cytokines such as IL-1β might be involved in the pathogenesis of pancreatitis, and JAK2 inhibitor might be a therapeutic candidate for acute pancreatitis.