Helicobacter pylori 감염에 의한 위 상피세포에서의 chemokine 유전자 발현에 대한 핵 전사인자 및 신호 변환 체계 연구

Abstract

[한글]

Helicobacter pylori (H. pylori)는 다양한 위장관질환을 일으키는 원인균으로 알려져 있다. H. pylori는 지역과 사회, 경제적 여건에 따라 유병률의 많은 차이를 보이며 국가별로 H. pylori strain의 유전자형에 차이를 보인다고 알려져 있다. 산화, 환원에 의하여 활성이 민감하게 조절되는 핵전사조절인자인 NF-κB와 AP-1은 친염증성 chemokine인 IL-8과 MCP-1 생성을 조절하는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 표준형 H. pylori 균주인 NCTC11637과 한국인 환자의 점막에서 분리한 H. pylori 균주인 HP99를 인체 위 상피세포주인 AGS에 감염시켜 균주 차이에 의한 세포의 핵전사조절인자 및 Mitogen-activated protein kinase(MAPK)의 활성을 규명하고자 하였다. 아울러 이들 균주에 대한 chemokine 유전자 발현의 차이와 chemokine 유전자 발현에 대한 핵전사인자 및 MAPK 활성의 상관관계를 규명하고자 하였다. 먼저 H. pylori strain의 차이를 규명하기 위하여 이들 균주의 병독인자인 cagA, iceA, vacA의 유전자형을 확인한 바 두 균주의 vacA 유전자형이 서로 달랐다. Urease 활성도 및 이들 균주에 의한 AGS 세포의 H2O2의 생성량을 측정한 결과, NCTC 균주의 urease 활성도 및 AGS 세포의 H2O2 생성량은 HP99의 균주에 비하여 높았다. 또한 이들 H. pylori 균주 감염에 의한 AGS 세포의 chemokine인 IL-8 및 MCP-1 mRNA 발현과 단백 생성, NF-κB와 AP-1 의 활성도 및 MAPK (ERK, JNK, p38)의 활성도를 측정하였다.

그 결과 NCTC11637 및 HP99 H. pylori 균주 모두 AGS 세포의 NF-κB 활성과 IL-8 생성 증가에 있어서는 비슷하였다. 그러나 HP99 균주가 감염된 AGS 세포의 AP-1 활성, MCP-1 발현 및 MAPK (ERK, JNK, p38)의 활성은 NCTC11637 균주로 감염된 AGS 세포에서보다 높았다. H. pylori 균주에 의한 AGS 세포의 IL-8 및 MCP-1 발현 증가가 어떤 핵전사인자에 의하여 매개되는지 여부 및 MAPK의 관여를 여부를 알아보기 위하여, IκBα mutant 유전자인 MAD3 또는 c-jun 및 ras의 dominant negative 유전자인 TAM67, rasN-17 유전자를 세포내로 transfection 시켜 각각 NF-κB, AP-1 그리고 ras의 활성화를 억제시키거나, MEK1/2의 억제제인 U0126 과 p38 억제제인 SB203580을 처치하여 ERK 및 p38의 활성화를 각각 억제시킨 후 IL-8 및 MCP-1 발현을 측정하였다. H. pylori에 의한 IL-8의 발현 증가는 주로 H. pylori에 의하여 증가하는 NF-κB에 의하여 매개되며, MCP-1 발현 증가에는 AP-1 및 MAPK의 상위단계에 있는 ras에 의하여 매개된다. 그리고 H. pylori에 의하여 증가하는 IL-8 및 MCP-1 발현 증가는 MAPK 중 ERK 및 p38에 의하여 주로 매개된다. 결론적으로 H. pylori 감염에 의한 위 상피세포의 핵전사조절인자, MAPK의 활성 및 chemokine의 발현 증가는 균주에 따라 다르게 나타나며, H. pylori 균주에 의하여 증가하는 chemokine의 발현도 핵전사조절인자 및 MAPK에 의하여 서로 다르게 조절된다.

[영문]

Helicobacter pylori (H. pylori) is a major cause of chronic gastritis, peptic ulcer and gastric carcinoma. HP99 and NCTC11637 are H. pylori strains which are isolated from gastric mucosa from the patients in Korea and Australia repectively.

Predominant genotype of H. pylori showed the discrepancy for activating transcription factors NF-κB and AP-1 and stimulating the expression of chemokines, IL-8 and MCP-1 in AGS cells. iceA, vacA and cagA of H. pylori genes were genotyped by PCR. After treatment of H. pylori to AGS cells, activation of transcription

factors were assessed by EMSA. Chemokine levels for mRNA and protein were determined by RT-PCR and ELISA. MAPK(ERK, JNK, p38) activation was assessed by Western blot. Both H. pylori strains resulted in NF-κB activation and IL-8 expression. However, HP99 showed high AP-1 activation, MCP-1 expression and MAPKinase activation as compared to NCTC11637. H. pylori induced chemokine

expression was inhibited in the cells transfected with mutant genes for ras, c-jun and I-κB. The specific MAPK inhibitors, U0126 (20uM; MAPKinase kinase (MEK1/2)) and SB203580 (20uM; p38 inhibitor), reduced both H. pylori-induced IL-8 and MCP-1 production.

In conclusion, different genotype of H. pylori strains showed different / signaling pathway for activation of transcription factors and MAP / Kinase, resulting in different chemokine expression in gastric epithelial /cells.