Mycophenolic acid inhibits oleic acid-induced mesangial cell activation through both cellular reactive oxygen species and inosine monophosphate dehydrogenase 2 pathways

Abstract

[한글]

만성이식신병증은 이식후기에 이식신 소실의 가장 흔한 원인이다. 사구체 혈관사이세포에서의 세포외기질 합성은 만성이식신병증의 발생과 진행에 중요한 역할을 하는것으로 알려져있다. 면역억제제로 흔히 사용되고 있는 Mycophenolic acid (MPA)는 세포내 guanosine 합성에 중요한 효소인 inosine monophosphate dehydrogenase2 (IMPDH2)에 대한 선택적이고 비경쟁적인 억제제로서 사구체 혈관사이세포의 증식과 세포외기질의 합성을 억제한다. 그러나, MPA가 사구체 혈관사이세포를 억제하는 정확한 기전은 알려지지 않았다. 이번 연구에서는 MPA와 IMPDH2의 small interference RNA (siRNA)가 oleic acid에 의해 유도된 사구체 혈관사이세포의 fibronectin 분비와 세포내 활성산소족 생성에 미치는 영향을 비교 검색하였다.

Oleic acid로 유도한 생쥐 사구체 혈관사이세포에 MPA, IMPDH2 siRNA, N-acetylcystein (NAC), transforming growth factor (TGF)-β 항체 또는 guanosine을 투여하였다. Fibrocentin 분비는 Western blot, DCF에 민감한 세포내 활성산소족은 fluorescence-activated cell scanning (FACS), 그리고 TGF-β 는 enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) 방법을 이용하여 측정하였다.

Oleic acid는 fibronectin 분비 및 세포내 활성산소족 생성을 증가시켰다. TGF-β 항체는 oleic acid에 의한 fibronectin 분비를 효과적으로 감소시켰다. NAC와 MPA는 oleic acid에 의한 fibronectin, TGF-β , 및 세포내 활성산소족 생성을 완전히 억제하였다. 그러나 IMPDH2 siRNA는 oleic acid에 의한 이러한 사구체 혈관사이세포의 활성을 부분적으로 억제시켰다. 외부에서 투여한 guanosine은 IMPDH2 siRNA의 사구체 혈관사이세포의 활성 억제를 완전히 회복시켰다.

본 연구 결과는 MPA의 oleic acid에 의한 사구체 혈관사이세포의 활성화 억제가 세포내 활성산소족에 대한 억제 기전을 경우하여 발생할 수 있고 부분적으로는 IMPDH2 억제 자체에 의한 것임을 시사하였다. 이러한 결과를 바탕으로 임상적으로는 고지혈증에 의한 사구체신병증, 만성이식신병증, 이식신 소실을 예방하기 위하여 활성 산소족이 주요한 치료 표적이 될 수 있다.

[영문]Extracellular matrix (ECM) synthesis in mesangial cells (MCs) plays important roles in the development and the progression of renal diseases including chronic allograft nephropathy. Mycophenolic acid (MPA), an inhibitor of inosine monophosphate dehydrogenase 2 (IMPDH2), suppressed MC proliferation and ECM synthesis. However, the exact inhibitory mechanism of MPA on MCs has not been clearly elucidated. In this study, we compared the inhibitory effects of MPA and IMPDH2 reduction (by using siRNA) on OA-induced fibronectin secretion and cellular ROS in mouse MCs. Growth-arrested MCs were stimulated with OA in the presence or absence of MPA, IMPDH2 siRNA, N-acetylcystein (NAC) or transforming growth factor (TGF)-β antibody or exogenous guanosine. Fibronectin secretion into the medium was examined by Western blot, DCF-sensitive cellular ROS by FACS, TGF-β levels in the media by ELISA.

OA increased fibronectin secretion, TGF-β and cellular ROS levels. A TGF-β neutralizing antibody effectively suppressed OA-induced fibronectin secretion. NAC and MPA completely suppressed OA-induced fibronectin secretion, and decreased the levels of TGF-β and cellular ROS. However, IMPDH2 siRNA partly inhibited OA-induced MMC activation. Exogenous guanosine successfully reversed the inhibitory effects of IMPDH2 siRNA on OA-induced MC activation.

Pleiotropic inhibitory effect of MPA on OA-induced mouse MC activation was mediated via its antioxidant effect on cellular ROS production and partly via inhibition of IMPDH2 itself. Our results implicate ROS as an alternative therapeutic target for the prevention of hyperlipidemia-related glomerulopathy, chronic allograft nephropathy, and subsequent graft loss.