Lysophosphatidylcholine에 의한 혈관 세포 증식과 이동에 대한 berberine의 효과

Abstract

[한글]산화 저밀도 지단백의 주요 성분인 lysophosphatidylcholine (lysoPC)은 동맥경화 유발 및 진행에 관여한다고 알려져 있다. 본 연구에서는 배양된 쥐 대동맥 평활근세포와 사람 제대정맥 내피세포를 사용하여 혈관세포의 증식과 이동에 대한 lysoPC의 영향과 이에 대해 세포 증식 억제 효능이 있는 것으로 알려진 berberine의 효과와 그 기전을 규명하였다. 배양된 평활근세포와 내피세포에서 lysoPC를 48시간 처리한 결과 10 μM의 농도에서 가장 높은 세포 증식을 유도하였다. Berberine을 함께 처리하였을 때 평활근세포에서 농도 의존적으로 증식 억제를 보이고 berberine 농도 2 μM에서 대조군 수준으로 증식이 억제되었다. 반면 내피세포의 증식은 10 μM의 berberine 농도에서 대조군 수준으로 떨어졌다. 세포 이동 실험 결과 lysoPC는 평활근세포의 이동을 2배가량 증가시켰으며, 이에 대해 berberine이 농도 의존적으로 억제하였다. 반면 내피세포에서 lysoPC에 의한 세포 이동 감소를 berberine이 회복시키는 결과를 보였다. 평활근세포에서 lysoPC에 의해 증가된 활성산소종과 ERK 인산화를 berberine이 억제하였다. 그러나 내피세포에서는 berberine이 ERK 인산화를 촉진하는 결과를 보였다. 따라서 berberine이 평활근세포와 내피세포의 이동에 대해 다른 효과를 보이는 것은 세포 내 ERK 활성화 경로의 upstream 단백질들의 활성화를 서로 다르게 조절하는 것으로 보인다. 본 연구를 통해 berberine은 혈관세포의 기능에 선택적으로 작용할 가능성을 보여주었으며, 이를 동맥경화 및 혈관 재협착 등의 임상적 응용 가능성을 제시하였다.

[영문]The oxidized LDL (oxLDL) have been reported to promote smooth muscle cells (SMCs) proliferation and vascular inflammation, resulting atherosclerosis pathogenesis. Lysophosphatidylcholine (lysoPC), a major phospholipid component of oxLDL, stimulates vascular smooth muscle cell (VSMC) proliferation and migration, which has been proposed to initiate the intimal thickening in coronary atherosclerotic lesions. Berberine is an alkaloid in Berberis aquifolium and many other plants. Recently, it has been shown to have beneficial effects on the cardiovascular system, such as anti-hyperglycemic and cholesterol-lowering activity. In this study, we investigated its effects on vascular cell proliferation and migration modulated by lysoPC. Berberine inhibited lysoPC-induced cell proliferation and migration in a concentration-dependent manner in VSMCs. VSMC proliferation was reduced to approximately the control level by 2 μM berberine. It also inhibited the activation of extracellular signal-regulated kinase 1/2 (ERK1/2) and reduced the lysoPC-induced increases in intracellular reactive oxygen species (ROS). At higher concentration (10 μM) of berberine endothelial cell (EC) proliferation was reduced, whereas at low concentration (1-2 μM) berberine inhibited VSMC proliferation. Interestingly, at the same concentrations berberine stimulated cell migration in ECs. Furthermore, berberine upregulated ERK1/2 phosphorylation in ECs. These results indicate that the differential effects of berberine on lysoPC-stimulated vascular cell proliferation and migration are attributable to regulation of the ERKs pathway. Consequently, these data show that berberine exert concentration and cell type-dependent effects on vascular cell proliferation and migration.