B104 세포에서 시스프라틴에 의한 신경세포고사와 이에 대한 Bcl-2의 억제효과 기전

Abstract

[한글]

시스프라틴에 의한 신경독성이나 Bcl-2의 억제효과의 기전에 대해서 아직까지 알려진 바가 없다. 본 연구에서는 시스프라틴에 의한 신경독성에 연관되는 세포내 신호전달체계를 신경계 세포인 백서의 신경모세포종 세포주 B104 세포를 이용하여 연구하였다. 시스프라틴에 노출되면 B104 세포는 세포고사를 일으키는데, 이 과정에서 p53과 Bax 단백질의 축적이 일어났다. 이때 흥미롭게도 세포내의 대표적인 신호전달 물질인 extracellular signal-regulated kinase 1/2 (ERK1/2)의 활성도가 p53과 Bax의 축적보다 시간적으로 선행하여 현저히 증가됨이 관찰되었다. 선택적으로 ERK1/2의 바로 윗단계 신호단백질인 MEK를 억제시키는 PD98059 처리하여 ERK1/2의 활성화를 억제시키면, 시스프라틴에 의한 신경세포의 고사의 억제와 더불어 p53과 Bax의 축적도 일어나지 않았다. 이 같은 결과는 ERK가 시스프라틴에 의한 신경세포고사 과정에서 p53의 활성을 매개한다는 중요한 증거가 되는 것이다.

또한 시스프라틴에 의한 신경독성을 억제하는 치료법 개발을 위한 기본 방편으로 대표적인 세포고사 억제 유전자인 Bcl-2 유전자를 B104 세포에 과발현 시켰을 때 시스프라틴에 의한 신경독성 효과가 나타나지 않음이 확인되었다. 이 때 ERK의 활성과 이에 의해 매개되는 p53의 활성도 억제됨이 관찰되었다. 따라서 본 연구결과를 통해서 시스프라틴은 ERK - P53 - Bax로 이어지는 신호전달 체계를 통하여 신경세포고사를 일으키며, Bcl-2의 시스프라틴에 의한 신경독성에 대한 세포보호는 ERK의 윗단계를 억제함으로써 이루어짐을 알 수 있다.

[영문]

Bcl-2 has been reported to inhibit neurotoxicity induced by cisplatin. However, neither the mechanism of cisplatin-induced neurotoxicity nor the mechanism by which Bcl-2 confers neuroprotection is clear. In this study, the signaling pathways

involved in cisplatin-induced neurotoxicity were examined using a rat neuroblastoma cell line, B104. Treatment of B104 cells with cisplatin induced apoptosis, accompanying the accumulation of p53 and Bax protein. Interestingly, Extracellular signal-regulated kinase 1/2 (ERK1/2) activities of MAP kinases were markedly

enhanced prior to cisplatin-induced accumulation of p53 and Bax. Moreover, inhibition of ERK1/2 activities using PD98059, a selective MEK inhibitor, blocked the apoptotic cell death preventing cisplatin-induced accumulation of p53 and Bax.

Furthermore, we confirmed that overexpression of Bcl-2 in B104 cells resulted in the complete resistance to cisplatin-induced apoptosis. This neuroprotective effect of Bcl-2 was accompanied by the suppression of ERK activa tion together with inhibition of p53 and Bax accumulation. In conclusion, our results demonstrate that ERK mediates cisplatin-induced p53 activation to trigger apoptosis in B104 cells. And Bcl-2 exerts its cytoprotective effect through the inhibition of cisplatin-induced ERK activation and the subsequent signaling pathway of p53.