U937세포주 분화 유도 시 B7-DC와 B7-H3의 발현 기전

Abstract

B7 family는 면역조절분자로서 T 림프구의 활성과 관용(내성)조절에 관여한다. 최근에 새로운 B7 family로 B7-DC, B7-H1, B7-H2, B7-H3 및 B7-H4가 알려져 있다. B7-H1은 대부분의 조혈세포와 cytokines의 자극에 의한 정상조직세포 그리고 다양한 암세포에서 발현되며 B7-DC는 수지상세포와 활성 된 큰 포식세포에서 매우 제한되게 발현된다고 알려져 있다. 또 B7-H2는 선택적인 T helper2 의 반응이 있을 때 기억 T 림프구를 활성 하며 B7-H3는 T 림프구 반응의 활성 또는 억제 역할을 하고 그리고 큰 포식세포, B 림프구, T 림프구 및 natural killer 세포에서 유도된다고 알려져 있다. 그리고 B7-H4도 T 림프구, B 림프구, 수지상 세포 및 큰 포식세포에서 유도된다고 알려져 있다. 이러한 면역조절분자들의 발현기전을 밝혀 다양한 질환을 면역학적인 방법으로 치료가 가능할 것으로 생각된다. 본 연구는 백혈병 세포주인 U937에 Phorbol 12-myristate 13-acetate (PMA)에 의한 분화 유도 시 B7-DC, B7-H1, B7-H2 및 B7-H3의 발현을 조사하였다. PMA로 분화 유도 시 B7-DC와 B7-H3의 발현이 증가 하였지만 B7-H1과 B7-H2의 발현은 미미하여 B7-DC와 B7-H3의 발현과 관련된 신호전달 물질을 규명하고 이들의 면역반응 조절 기전을 알아보고자 실험을 실시하였다. 단백질 합성 억제제인 cycloheximide를 처리하였을 때 B7-DC와 B7-H3의 발현이 억제되어 PMA에 의한 B7-DC와 B7-H3의 발현이 새로운 단백질 합성을 요구한다는 것을 보여준다. 또한 protein kinase C (PKC) 억제제인 GF109203X, Go6983에 의해 발현이 억제되었으며, extracellular signal regulated kinases (ERKs) 억제제인 PD98159와 c-Jun N-terminal kinases (JNKs) 억제제인 SP600125에 의해서도 B7-DC와 B7-H3발현이 억제되었다. 또, GF109203X와 Go6983에 의해 ERKs와 JNKs의 인산화가 억제되었다. 이 결과는 PKC 활성화에 의한 ERKs와 JNKs의 인산화가 B7-DC와 B7-H3의 발현에 관여하는 것으로 보인다. 그리고 nuclear factor-kB (NF-kB) 억제제인 MG132와 BAY11-7085에 의해 B7-DC와 B7-H3의 발현이 억제되었으며 NF-kB 억제제인 MG132와 BAY11-7085, ERKs 억제제인 PD98059, JNKs 억제제인 SP600125 및 PKC 억제제인 GF109203X와 Go6983에 의해 p65 NF-kB의 핵으로의 이동이 억제되었다. 그 결과 U937 세포에서 PMA처리에 따른 NF-kB의 활성은 PKC, ERKs 와 JNKs의 활성에 따른 것임을 보여주었다. 본 실험들의 결과로 미루어 백혈병 세포주인 U937의 분화유도 시 T 림프구의 활성과 관용(내성)에 관여 있는 B7-DC와 B7-H3의 발현을 확인하였고, 이들의 발현은 PKC 활성에 의한 ERKs와 JNKs의 인산화 및 NF-kB의 활성이 관련이 있을 것으로 사료된다.

Pathway in the B7 family have key roles in regulating T cell activation and tolerance. B7-H1, B7-DC, B7-H2, B7-H3, and B7-H4, all new additions to the B7 family are emerging as important roles in directing immune function. B7-H1 is broadly expressed on most lymphohematopoietic cell, nomal tissue cells stimulated cytokines, and a variety of tumor cells. B7-DC expression is highly restricted to dendritic cell (DC) and activated macrophages. B7-H2 is detected on B cells and macrophages, and costimulatory signals via inducible costimulator activate memory T cells with some preference for T helper2 responses. Recent studies support roles for B7-H3 as a stimulator and inhibitor of T cell responses. B7-H3 is detected on macrophages, B cells, T cells and natural killer cells. B7-H4 also is detected on macrophages, DC, B cells, T cells and natural killer cells. However, the mechanism up-regulates B7 family remains poorly understood. In this study, the effect of Phorbol 12-myristate 13-acetate (PMA) on induction of B7 family in U937 cells was investigated. PMA markedly increased B7-DC and B7-H3 expression in time-dependent manners. Interestingly, pretreatment with cycloheximide attenuated PMA-induced B7-DC and B7-H3 expression up-regulation, suggesting that B7-DC and B7-H3 expression by PMA in U937 cells required de novo protein synthesis. B7-DC and B7-H3 expression in response to PMA was attenuated by pretreatments with GF109203X and Go6983 (inhibitors of protein kinase C (PKC)), PD98159 (an inhibitor of extracellular signal regulated kinases (ERKs)), and SP600125 (an inhibitor of c-Jun N-terminal kinases (JNKs)), suggesting involvement of PKC, ERKs and JNKs in this response. Interestingly, the present data showing that pretreatment of MG132 or BAY11-7085 effectively suppresses PMA-induced nuclear translocation of p65 NF-kB as well as B7-DC and B7-H3 expression support the notion that NF-kB in part mediates PMA-induced B7-DC and B7-H3 expression probably by up-regulating B7-DC and B7-H3 transcription in U937 cells. Specifically, PMA-induced nuclear translocation of p65 NF-kB was in part attenuated by PD98059, SP600125, GF109203X, and Go6983, suggesting PKC-, ERKs-, and JNKs-dependent nuclear translocation of p65 NF-kB in response to PMA. Together, these results suggest that PMA induced B7-DC and B7-H3 expression in U937 cells, and the induction seems to be at least in part mediated through activation of NF-kB transcription factor as well as activation of signaling proteins of PKC, ERKs, and JNKs.