위 상피세포주에서 타우린 포합 담즙산에 의한 Nuclear Factor kappa B매개 interleukin-8의 발현

Abstract

[한글]

담즙의 장-위 역류는 위의 유문부를 제거하는 위부분 절제술 후에 발생하는 가장 흔한 수술 후 합병증으로 위 상피세포 손상을 유발한다. 담즙이 위 상피세포를 손상시키는 기전은 담즙 고유의 세정 작용에 의하여 상피세포막을 구성하는 지질을 용해시키고 수소 이

온이 세포 내로 역류되어 점막 방어벽을 손상시키기 때문으로 알려져 있다. 담즙의 주성분인 담즙산은 이러한 세포 외 작용과 더불어 세포 내로도 흡수되어 작용하나 담즙산 매개 위 상피세포 손상에 관여하는 세포 신호전달 경로에 대해서는 밝혀진 바가 없다. 본 연구는 간에서 합성되어 장으로 분비되는 담즙산 중에서 비교적 고농도로 존재하는 타우로콜릭산(TC)과 타우로케노데옥시콜릭산(TCDC)을 이용하여 위 상피세포주를 자극한 후 대표적 친염증성 싸이토카인으로 알려진 Interleukin-8 (IL-8)의 발현 여부를 알아보고자 하였다. 또한 IL-8 유전자의 핵심적인 전사조절 인자로 알려진 Nuclear factor kappa B

(NF-κB)의 억제제를 이용하여 IL-8의 발현에 대한 NF-κB의 역할을 규명하고자 하였다.

위 상피세포주에 TC와 TCDC를 각각 고농도와 저농도로 투여한 뒤 시간별로 NF-κB 및 IL-8의 발현을 정량적으로 분석하였고 NF-κB의 억제제인 레바미피드(rebamipide)나 pyrrolidine dithiocarbamate (PDTC)를 전처리하거나 NF-κB의 anti-sense (AS) oligonucleotide

(ODN)를 위 상피세포주에 트랜스펙션한 후 NF-κB의 활성도와 IL-8의 발현의 변화를 분석하여 다음의 결과를 얻었다.

1. AGS와 Kato Ⅲ 세포주에 TC (0.5∼5 mM)와 TCDC (0.1∼1 mM)를 투여한 후 IL-8의 발현은 시간별(12∼24시간), 농도별로 증가하였고 TC 5 mM과 TCDC 1 mM 자극 24시간 후 대조군 세포주에 비해 각각 3.3배, 4.9배 증가하였다.

2. AGS와 Kato Ⅲ 세포주에서 TC (5 mM)와 TCDC (1 mM)를 투여한 15분 후부터 NF-κB의 활성도가 증가하기 시작하여 30∼60분 후에 최대로 활성화되었다가 120분 후부터는 감소하였고 각각의 담즙산 투여 30분 후에 측정한 NF-κB의 활성도는 두 세포주에서 모두 농

도별로 증가하였다.

3. NF-κB의 억제제인 레바미피드와 PDTC는 담즙산에 의한 NF-κB의 활성화와 IL-8 발현을 유의하게 억제하였다.

4. NF-κB의 p-50 subunit에 대한 antisense oligonucleotide는 고농도의 담즙산 자극에 의한 NF-κB의 활성화 및 IL-8의 발현을 유의하게 억제하였다.

이상으로 타우린 포합 담즙산에 의한 위 상피세포주 손상에는 NF-κB 매개 IL-8의 발현이 주요한 세포 신호전달 경로로 작용함을 알 수 있었다.

[영문]

Entero-gastric reflux of bile is an invariable consequence of operations that remove or by-pass the pylorus and has been known to induce significant gastric epithelial injury. However, the molecular mechanism of bile acid induced gastric epithelial injury remains poorly understood. The aims of this study were to examine whether IL-8 was expressed by the stimulation of taurine conjugated bile acids, taurocholic acid (TC) or taurochenodeoxycholic acid (TCDC), in human gastric epithelial cells (AGS and Kato Ⅲ) and to evaluate the role of NF-κB on the

expression of IL-8. Time courses of bile acids induced secretion of IL-8 were measured with ELISA in supernatants of cultured cells. After high or low dose of TC or TCDC treatment, time courses of changes in NF-κB binding activity were determined by electrophoretic mobility shift assay (EMSA). To evaluate the role of NF-κB on the expression of IL-8, IL-8 levels were assessed after pretreatment with rebamipide (an antioxidant), PDTC (a known NF-κB inhibitor), or phosphorothioate-modified anti-sense (AS) oligonucleotides (ODN) for p50 subunit of NF-κB. The secretions of IL-8 were increased with TC (0.1∼5 mM) or TCDC (0.05∼1 mM) stimuli in a time and dose-dependent manner (12∼24 hr). TC (5 mM) and TCDC (1 mM) caused approximately 3.3 and 4.9-fold increases in IL-8 secretion, respectively. Moreover, AGS and Kato Ⅲ cells treated with TC or TCDC dose-dependently induced a prominent NF-κB binding complex within 60 min.

Pre-incubation of the cells with PDTC (100 μM) rebamipide (0.1 and 0.5 mM) or AS-ODN caused significant decreases in IL-8 secretion induced by TC or TCDC. These results demonstrate that NF-κB mediated IL-8 expression may play an important role in the taurine-conjugated bile acid-induced gastric epithelial injury and may present a plausible molecular mechanism for the bile reflux gastritis seen in patients with partial gastrectomy.