Modulation of matrix metalloproteinase secretion by adenosine A3 receptor in preeclamptic villous explants

Abstract

[한글]

연구목적: 조직 허혈이나 염증 부위에서 분비되는 아데노신(adenosine)은 중요한 생물학적 역할을 가진다. 현재까지 A1, A2a, A2b, A3 의 4가지 아데노신 수용체가 있는 것으로 알려져 있다. 최근 전자간증 임신의 영양막 세포에서 아데노신 A3 수용체가 증가되어 있슴이 보고되었으며 이러한 사실은 비혈관적으로 영양막 세포를 경유하여 아데노신 A3 수용체가 전자간증의 병인에 중요한 역할을 할 수 있슴을 시사한다. 전자간증 임신에서 matrix metalloproteinase(MMP) 와 연관된 영양막 세포의 부적절한 침습과 여러 다른 영역에서 아데노신 수용체와 MMP의 관련성이 보고되었다. 본 연구는 다른 산소 농도 배양 조건 하 전자간증 태반 융모배양물에서 아데노신 A3 수용체에 의한 MMP 분비 조절에 대해 알아보고자 하였다.연구방법: 만삭의 정상 임신 및 전자간증 임신의 태반 융모배양물을 각 10례를 얻어 5일 동안 고농도 및 저농도 산소 조건하에 배양하였다. 융모배양물에서 MMP-2/-9 와 TIMP-1/-2 는 RT-PCR 과 Western blot 방법을 이용하여 분석하였다. 저농도 산소 조건하에서 배양된 전자간증 태반 융모배양물에 A3 수용체의 작용제인 Cl-IB-MECA 와 길항제인 MRE 를 처치하였다. 이후 RT-PCR, Western blot, 그리고 zymography 방법을 이용하여 MMP-2/-9 의 작용제 농도 및 노출 시간에 따른 분비 양상을 분석하였다.결과: 저농도 산소 조건에서 배양된 정상 및 전자간증 태반 융모배양물에서 유의한 A3 수용체 증가 및 MMP-2/-9, TIMP-1/-2 감소를 보였다. 흥미롭게도 고농도 산소 조건에서 배양된 전자간증 태반 융모배양물에서 MMP-2/-9 와 TIMP-1/-2 는 배양 전 정상 태반 융모배양물에서 나타나는 결과와 유사한 양상을 보여 이러한 사실은 가역적인 변화가 나타날 수 있슴을 시사한다. 저농도 산소 조건하에서 배양된 전자간증 태반 융모배양물에 A3 수용체의 작용제인 Cl-IB-MECA 를 처치하였더니 작용제의 농도 증가 및 노출 시간에 따라 MMP-2/-9의 분비의 유의한 증가가 나타났다. 이러한 양상은 길항제인 MRE 를 전처치함으로써 모두 억제되었다.결론 : 본 연구는 전자간증 태반 융모 배양물에서 아데노신 A3 수용체에 의한 MMP 분비 조절에 관한 최초의 연구로 영양막 세포에서 기능적인 아데노신 A3 수용체가 존재하며 향후 아데노신 A3 수용체가 전자간증 임신의 치료제로 연구될 수 있는 증거를 제시하였다.

[영문]

Objective: Adenosine, known to be released from inflammatory sites and tissue ischemia, has many important biologic roles. Four specific adenosine receptors have been cloned to date, termed A1, A2a, A2b, and A3 receptors. Recently our study has shown that A3 receptor in the trophoblast of preeclamptic pregnancy was increased, suggesting that non-vascular and trophoblast-mediated A3 receptor may play an important role in the pathogenesis of preeclampsia. There are evidences of impaired trophoblast invasion related to matrix metalloproteinase (MMP) in preeclampsia and the relationship between adenosine receptor and MMP in other fields. The objective of this study is to evaluate modulation of MMP secretion by adenosine A3 receptor in preeclamptic villous explants at different oxygen conditions.Methods: Placental villous explants from normal (n=10) and preeclamptic (n=10) pregnancies were cultured at high (20%) and low (3%) oxygen levels for 5 days. The expression levels of MMP-2/-9 and tissue inhibitor of metalloproteinase (TIMP)-1/-2 were analyzed in the explants by RT-PCR and Western blot. Thereafter, preeclamptic villous explants in hypoxic culture condition were treated with A3 receptor agonist, Cl-IB-MECA and A3 receptor antagonist, MRE. And then MMP-2/-9 expression was determined in a time- and dose-dependent manner by RT-PCR, western blot. Also MMP-2/-9 activity was evaluated by zymogram assay.Results: There were significantly increased A3 receptor intensity and reduced MMP-2/-9 and TIMP-1/-2 expression at low oxygen level in normal and preeclamptic villous explants. Interestingly, in preeclamptic villous explants, after high oxygen culture for 5 days, the expression of MMP-2/-9 and TIMP-1/-2 expression were recovered to almost same level of those in normal villous explants. Treatment of preeclamptic villous explants with A3 receptor agonist, Cl-IB-MECA in low oxygen level resulted in an enhanced expression of MMP-2 and MMP-9 in a time- and dose-dependent manner. This Cl-IB-MECA-induced expression of MMP-2 and MMP-9 was inhibited by pretreatment with A3 receptor antagonist, MRE.Conclusion: To the best of our knowledge, this is the first study to evaluate the modulation of MMP secretion by adenosine A3 receptor in preeclamptic villous explant. Our results provide evidence for the existence of functional adenosine A3 receptor in the trophoblast and suggest that adenosine A3 receptor could be used as a therapeutic target in preeclampsia with further investigation.