Helicobacter pylori 감염 위 상피세포에서 IL-8 생성에 대한 NF-κB의 역할 및 Thiol 화합물의 영향

Abstract

[영문]

[한글]

Helicobacter pylori (H. pylori)는 위궤양과 위암과 같은 여러 위장관 질환을 일으키는

주된 위험 요소 중 하나로 알려졌지만 그 정확한 기전은 명확히 규명되지 않았다. Redo

x에 의해 활성이 민감하게 조절되는 전사조절인자인 Nuclear factor κB (NF-κB)와 acti

vator protein-1 (AP-1)은 염증유발 cytokine 또는 흡착인자와 같이 염증에 관여하는 인

자의 발현에 관여하는 것으로 생각하고 있다. 인체의 위 상피세포인 AGS에서 H. pylori

가 inducible nitric oxide synthase (iNOS)를 발현시킴을 선행연구에서 보고한 바 있다.

본 연구는 H. pylori, nitric oxide (NO), NF-κB또는 AP-1의 활성 변동과 염증유발 cyt

okine인 interleukin-8 (IL-8) 단백 사이의 연관성을 밝히고, 항산화 효과를 갖는 thiol

화합물인 glutathione (GSH)과 N-acetylcysteine (NAC)이 NF-κB, AP-1과 IL-8 단백 생성

에 미치는 효과를 규명하고자 하였다. 인체 위 상피세포인 AGS에 H. pylori를 100:1의 비

율로 처리하고, 배지 내에 유리되는 IL-8과 지질과산화물의 양을 각각 효소결합면역흡착

법과 분광광도법으로 측정하여 시간에 따른 증가를 관찰하였다. 또한 형광염료인 5-(6)-c

hloromethyl-2,7-dichlorodihydro fluorescein diacetate로 위 상피세포를 염색한 후, co

nfocal microscopy를 이용하여 H. pylori를 투여하고 시간이 증가함에 따라 활성산소종이

증가함을 확인하였다. NF-κB와 AP-1의 활성 변동은 H. pylori 자극으로 증가함을 젤 지

연 분석법을 통해 관찰하였다. 항산화 효과를 갖는 thiol 화합물인 NAC와 GSH의 병용투

여로 NF-κB와 AP-1의 활성 변동과 IL-8 단백 유리가 농도 의존적으로 억제되었다. NO 공

여물질인 SIN-1과 NOC-18의 투여로 위 상피세포에서의 NF-κB와 AP-1의 활성변동이 증가

하고 IL-8 단백의 유리가 시간 의존적으로 증가하였다. 각 전사조절인자들의 결합부위의

한 염기를 치환한 DNA를 transfection한 위 상피 세포로 luciferase reporter assay를 수

행한 결과 전사조절인자인 NF-κB와 AP-1이 H. pylori 또는 NO 공여물질에 의하여 유도되

는 IL-8의 발현에 반드시 필요함을 확인하였다. 이상의 결과를 통하여 H. pylori로부터

발생된 활성산소종 또는 활성질소종은 염증유발 cytokine인 IL-8의 발현을 유도하며, 이

과정에는 전사조절인자인 NF-κB와 AP-1의 활성 증가가 반드시 필요하다는 결론을 얻었다

. Thiol 화합물인 NAC 또는 GSH는 H. pylori에 의한 NF-κB와 AP-1 활성 증가를 억제함으

로써, H. pylori에 의해 유도되는 IL-8 단백 생성을 감소시켜 위점막의 염증성 손상에 대

하여 보호작용을 나타낼 것으로 생각된다.

THIOL COMPOUNDS AND TRANSCRIPTION FACTOR NF-κB ON IL-8 PRODUCTION IN HELICOBACTOR

PYLORI-STIMULATED GASTRIC EPITHELIAL CELLS

Even though Helicobacter pylori (H. pylori) is considered as one of the major risk

factors in the pathogenesis of many gastrointestinal diseases such as peptic ulcer

and gastric cancer, exact pathogenic mechanisms have not been clarified. Redox

sensitive transcription factors, nuclear factor κB (NF-κB) and activator

protein-1 (AP-1), are believed to be involved in the inflammatory events such as

gene expressions of proinflammatory cytokines and adhesion molecules. The previous

studies showed that inducible nitric oxide synthase (iNOS) expression was induced

in H. pylori-stimulated AGS cell. The present study aimed 1) to determine the

relations among reactive oxygen species (ROS), nitric oxide (NO), the activations

of NF-κB and AP-1 as well as the production of proinflammatoy cytokine

interleukin-8 (IL-8) and 2) to investigate the effects of N-acetylcysteine (NAC)

and glutathione (GSH), known thiol containing free radical scavengers, on the

activations of NFκB and AP-1 activation as well as IL-8 production in H.

pylori-stimulated gastric epithelial AGS cells. AGS cells, treated with or without

NAC and GSH, were incubated in the presence or the absence of H. pylori at the

ratio of 100:1 (H.pylori:AGS). The levels of lipid peroxides (LPO) and IL-8 were

measured by colorimetric methods and ELISA, respectively. Production of ROS were

determined by confocal microscopy using fluorescence releasing dye,

5-(6)-chloromethyl-2,7-dichlorodihydrofluorescein diacetate. DNA binding activities

of NF-κB and AP-1 were detected by eletrophoretic mobility shift assay (EMSA).

Involvement of transcription factors on H. pylori- or nitric oxide (NO)

donors-induced IL-8 expression were investigated by lucifease reporter assay. H.

pylori stimulation induced DNA binding activities of NF-κB and AP-1, and increased

IL-8 release time-dependently. H. pylori-induced alterations were inhibited by

treatment with NAC or GSH dose-dependently in AGS cells.

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It is concluded that 1) ROS generated from H. pylori and nitric oxide may activate

NF-κB and AP-1, resulting in upregulation of proinflammatoy cytokine IL-8 in AGS

cells, and 2) NAC and GSH may be beneficial to attenuate H. pylori-induced damages

resulting from their inhibition on the activations of NF-κB and AP-1 as well as

IL-8 productions in AGS cells.