인테그린의 활성 및 발현억제가 혈관 평활근세포에 미치는 영향

Abstract

[한글]

관상동맥 질환의 경피적 중재술 후에 발생하는 혈관의 재협착은 혈관 내피세포의 손상과 이로 인한 혈소판과 염증세포의 활성화가 혈관 평활근세포의 부착, 이동 및 증식을 일으켜 신생내막증식을 유도하여 발생한다. 본 연구에서는 한국산 칠점사 (Agkistrodon saxatilis emelianov)의 뱀독으로부터 분리한 신규 디스인테그린 (disintegrin)인 saxatilin에 대한 유전자를 혈관 평활근세포에 전달하고 발현시켜 세포의 부착 억제 효과를 알아보고, RNAi (RNA interference)를 통한 인테그린 (integrin) 유전자의 발현억제가 혈관 평활근세포에 미치는 영향 및 작용기전을 규명하고자 하였다.

방법 및 결과: 1) Pichia 효모에서 발현 정제한 유전자 재조합 saxatilin단백질이 혈관 평활근세포의 부착을 억제함을 관찰하였다. 2) CMV (cytomegalovirus) 프로모터를 포함한 saxatilin유전자 발현벡터를 nucleofection방법으로 혈관 평활근세포와 COS7 (African green monkey kidney cell line)세포에 주입하여 만들어진 saxatilin단백질이 혈관 평활근세포의 부착을 억제하는지 관찰하였다. 3) 인테그린 αv 및 α5에 대한 발현억제용 RNAi를 구축하고 혈관 평활근세포에 전달하였으며, 세포외간질 단백질인 vitronectin과 fibronectin에 대한 세포의 부착에 미치는 영향을 관찰하였다. 4) 인테그린 αv 및 α5에 대한 RNAi (interference) 벡터를 혈관 평활근세포에 전달한 후 인테그린 유전자들의 발현변화를 RT-PCR (reverse transcription-polymerase chain reaction)법으로 측정하였고, 혈관 평활근세포의 actin cytoskeleton 변화를 관찰하였다.

결론 : 혈관 평활근세포의 부착과 증식에 있어서 인테그린의 활성억제 물질인 디스인테그린 saxatilin의 단백질 뿐 아니라 유전자치료가 세포의 부착과 증식을 억제함을 확인하였다. 또한 RNAi기법을 이용한 인테그린 αv 및 α5의 유전자의 직접적인 발현억제가 혈관 평활근세포의 부착 및 증식에 보다 강한 억제활성을 보였으며, actin cytoskeleton의 활성화를 억제함을 확인하였다. 이는 인테그린에 대한 활성 및 발현 억제가 경피적 중재술 후에 발생하는 혈관 재협착을 억제하는데 이용될 수 있음을 시사하고, 이를 증명하기 위한 in vivo 연구가 필요하다고 사료된다.

[영문]The restenosis of coronary artery is responsive process after percutaneous coronary intervention and initiated by endothelial denudation, which causes aggregation and adhesion of platelets and inflammatory cells such as monocytes and lymphocytes. After that, activation, migration and proliferation of vascular smooth muscle cell cause neointimal hyperplasia as main mechanism for restenosis. The purposes of this study were to know the effects and mechanisms of new elegant disintegrin, saxatilin from Korean snake venom and down regulation of integrin by RNA interference in vascular smooth muscle cells.

Methods and Results: The recombinant saxatilin was highly expressed from Phichia pastoris and purified. We observed the saxatilin inhibited adhesion and proliferation of vascular smooth muscle cells. We investigated adhesion of vascular smooth muscle cell and COS7 cell after saxatilin gene transfection on the cells. The surface integrins αv and α5 of vascular smooth muscle cell were down regulated by RNA interference successfully, which was proved by RT-PCR and revealed morphologic changes, inhibition of adhesion, proliferation, and actin cytoskeletal activation.

Conclusions: These results may provide new insights into role of integrins, αvβ3 and α5β1, on smooth muscle cell as well as role of smooth muscle cell in the process of neointimal hyperplasia and have significant implications for inhibition and down regulation of integrin targeted to smooth muscle cell might be beneficial for the prevention of restenosis after percutaneous coronary intervention.