Inhibitory signal transduction of angiotensin II-induced vascular smooth muscle cell proliferation by rosiglitazone

Abstract

[한글]

Angiotension II는 여러가지 증식에 영향을 주는 신호전달 체계 및 여러 matrix metalloproteinase 등에 의해 혈관 평활근의 증식 및 혈관 벽의 섬유화를 도모하는 것으로 알려진 물질이다. 이에 반해 최근 rosiglitazone으로 알려진 thiazolidinediones은 p27Kip1과 retinoblastoma protein (RB)의 활성도를 억제해서 혈관 평활근 세포의 증식을 억제한다고 보고되고 있다. 최근 이러한 기전과 연관된 upstream signaling에 대한 연구가 진행되고 있고 몇몇의 기전은 밝혀진 상태이다. 하지만 세포성장 및 증식을 조절하는데 중추적인 역할을 하는 Akt-m-TOR-P70S6K 에 대한 효과 및 혈관 평활근 및 섬유화에 대한 전반적인 기전에 대한 연구는 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구에서 rosiglitazone이 angiotension II로 유도된 혈관 평활근의 증식 및 섬유화의 억제하는 전반적인 기전에 대해서 알아보고자 하였다. angiotension III를 mitogenic stimulus로 사용하였으며 백서 대동맥 평활근 세포에 angiotension II를 처치하기 30 분전 rosiglitazone 1, 10μM를 처치하였다. rosiglitazone이 Akt-m-TOR-P70S6K 신호전달체계 및 섬유화를 억제하는지를 분석하기 위해 western blot 분석과 RT-PCR을 시행하였다. western blot 분석결과 rosiglitzone이 전처치된 대동맥 평활근 세포에서는 p-Akt, p-m-TOR, p-p70S6K의 활성도가 현저하게 감소됨을 관찰하였고 RT-PCR 결과 collagen II, fibronectin, connective tissue growth factor (CTGF)의 mRNA transcript가 rosiglitazone이 전처치된 세포에서 현저히 감소됨을 관찰하였다. 본 연구결과에서 rosiglitazone에 의한 angiotension II에 의한 평활근 세포 증식에 있어 Akt-m-TOR-p70S6K 신호전달체계의 억제가 중요한 역할을 하면 m-TOR 자체로 억제되는 결과를 알 수 있었고 섬유화 역시 억제되는 소견이 확인되었다. 따라서 결론적으로 본 연구에서는 rosiglitazone에 의한 혈관 평활근 세포 증식 억제효과는 in vitro에서 Akt-m-TOR-p70S6K 신호전달체계의 억제를 통하며 CTGF의 억제를 통해 혈관의 섬유화가 억제됨을 알 수 있었다.

[영문]

The ANG II (ANG II) has been implicated as a potential vascular smooth muscle cell (VSMC) growth and fibrosis through the multiple growth promoting signaling pathways and matrix metalloproteinases (MMPs). Thiazolidinediones are known to inhibit VSMC proliferation by increasing the activity of p27Kip1 and Retinoblastoma protein (RB) and have an effect to reduce the fibrosis. However, the pathway of inhibition of VSMC and extracellular matrix (ECM) proliferation need to be more elucidated.Rat aortic VSMCs (6- to 8-week-old Sprague-Dawley rats) were treated with rosiglitazone 1 and 10 μM at 30 minutes before treatment of Ang II for 24 hours. Western blot analysis was performed to determine the inhibitory effect of expression and activation on the extracellular signal–regulated kinase (ERK) 1/2 and Akt- mammalian target of rapamycin (m-TOR)- 70-kDa S6 kinase (p70S6K)- eukaryocytic initiation factor 4E (eIF4E) binding protein 1 signaling pathway. RT-PCR was performed to evaluate the expression of peroxisome proliferator-activated receptor- γ (PPAR –γ) expression and connective tissue growth factor (CTGF), fibronection and collagen III.Western blot analysis demonstrated significant inhibition of activation of ERK 1/2, Akt, m-TOR, p70S6K and 4EBP1 in cells treated with rosiglitazone. RT-PCR revealed significantly increased PPAR- γ activity and decreased the CTGF, fibronection and collagen III.Our present study demonstrates that PPAR-γ activator, rosiglitazone, can directly inhibit the pro-atherosclerotic effect of ANG II on rat aortic VSMCs. Rosiglitazone is capable of attenuating ANG II-induced ECM and CTGF production in rat aortic VSMCs. More importantly, we document that these effects are mediated partly by PPAR-γ activation likely through m-TOR-p70S6 kinase and -4EBP1 system.