TGF-β and p38 MAPK in TSG-6 Expression in Adipose Tissue-derived Stem Cells In Vitro and In Vivo

Abstract

중간엽 줄기세포(MSC)는 염증 환경에서 종양 괴사 인자-α(TNF-α) 자극 유전자 6(TSG-6)을 발현하여 면역 세포 활동을 조절한다. 그러나 항 염증 반응이 MSC에서 TSG-6 발현에 영향을 미치는지는 잘 알려져 있지 않다. 따라서 본 연구는 항 염증 인자인 TGF-β가 지방 조직 유래 줄기 세포 (ASC)에서 TSG-6 발현을 조절하는지 여부와 ASC 및 TGF-β 신호 전달 억제제 A83-01을 통해 효과적인 면역 억제가 이루어지는지에 대해 연구하였다. TGF-β는 ASC에서 TSG-6 발현을 유의하게 감소시켰지만, TGF-β 신호 전달 억제제 A83-01과 p38 억제제 SB202190은 TSG-6 발현을 유의하게 증가시켰다. 그러나 생체내 실험 결과, 패혈증 C57BL/6 마우스에서 A83-01은 지질다당류(LPS) 처리군의 생존율을 더욱 감소시켰다. ASC 이식은 LPS에 의해 유발된 중증도를 감소하지 못하였지만, LPS+A83-01에 의해 유발된 패혈증의 중증도를 감소시켰다. 대식세포와 ASC의 공동 배양에서 A83-01은 TSG-6 발현을 감소시키는 반면, A83-01과 SB202190은 ASC에서 Cox-2 및 IDO-2 발현을 감소시켰다. 이러한 결과는 ASC에서의 TSG-6 발현이 시험관 내 및 생체 내에서 고농도의 전염증(Proinflammatory)인자에 의해 조절되며 A83-01 및 SB202190이 ASC에서 Cox-2 및 IDO-2 등의 면역 조절제의 발현을 감소시킬 수 있음을 보여준다. 본 연구 결과 ASC와 TGF-β 또는 p38 억제제의 공동 치료가 염증을 조절하는 데 적합하지 않으며, 염증환경에서 효과적인 면역 억제 환경을 평가하기 위해 전반적 면역 조절제의 발현에 대한 고려가 필요하겠다.

Mesenchymal stem cells (MSCs) regulate immune cell activity by expressing tumor necrosis factor-α (TNF-α)-stimulated gene 6 (TSG-6) in inflammatory environments; however, whether antiinflammatory responses affect TSG-6 expression in MSCs is not well understood. Therefore, we investigated whether transforming growth factor-β (TGF-β) regulates TSG-6 expression in adipose tissue-derived stem cells (ASCs) and whether effective immunosuppression can be achieved using ASCs and TGF-β signaling inhibitor A83-01. TGF-β significantly decreased TSG-6 expression in ASCs, but A83-01 and the p38 inhibitor SB202190 significantly increased it. However, in septic C57BL/6 mice, A83-01 further reduced the survival rate of the lipopolysaccharide (LPS)-treated group and ASC transplantation did not improve the severity induced by LPS. ASC transplantation alleviated the severity of sepsis induced by LPS+A83-01. In co-culture of macrophages and ASCs, A83-01 decreased TSG-6 expression whereas A83-01 and SB202190 reduced Cox-2 and IDO-2 expression in ASCs. These results suggest that TSG-6 expression in ASCs can be regulated by high concentrations of pro-inflammatory cytokines in vitro and in vivo, and that A83-01 and SB202190 can reduce the expression of immunomodulators in ASCs. Therefore, our data suggest that co-treatment of ASCs with TGF-β or p38 inhibitors is not adequate to modulate inflammation.