Expression of toll-like receptor 2 by tetradecanoyl phorbol acetate

Abstract

Toll-like receptors (TLRs) have been identified recently as crucial signaling receptors mediating the innate immune recognition. Though induction of TLR2 or TLR4 by 12-O-tetradecanoyl phorbol 13-acetate (TPA) in leukemia cells has been reported, however, the mechanism by which TPA up-regulates TLR2 or TLR4 remains poorly understood. In this study, the effect of TPA on induction of TLR2 in U937 cells was investigated. TPA markedly induced TLR2 mRNA and protein expressions. TLR2 expression in response to TPA was attenuated by pretreatments with GF109203X and Go6976 (inhibitors of protein kinase C (PKC)) and PD98059 (an inhibitor of extracellular signal-regulated kinases (ERKs)), but not SB203580 (an inhibitor of p38s) and SP600125 (an inhibitor of c-Jun N-terminal kinases), suggesting involvement of PKC and ERKs in this response. Moreover, TPA-induced PKC activation was linked to generation of reactive oxygen species, which were dispensable for TLR2 expression in U937 cells. Pretreatments with GF109203X blocked TPA-induced phosphorylation of ERKs, suggesting activation of ERKs by PKC. In addition, TPA induced nuclear factor-κB (NF-κB) activation, which was shown by increased nuclear translocation of p65 NF-κB and degradation of inhibitory κB-α. Importantly, TPA-induced TLR2 expression was inhibited by blockage of NF-κB activation using NF-κB inhibitors, including MG132 and BAY11-7085. Specifically, TPA-induced nuclear translocation of NF-κB was effectively attenuated by GF109203X and PD98059, suggesting PKC and ERKs regulation of NF-κB nuclear localization in response to TPA. Together, these results suggest that TPA-induced TLR2 expression in U937 cells may be at least in part mediated through activation of PKC and ERKs as well as NF-κB transcription factor, and that cross-talk between PKC or ERKs and NF-κB may exist. Toll-like receptors(TLRs)는 면역반응, 특히 선천성 면역반응을 매개하는 수용체로 최근에 알려졌다. 비록 여러 종류의 백혈병 세포주에서 12-O-tetradecanoyl phorbol 13-acetate(TPA)에 의해 TLR2 및 TLR4 발현 유도가 보고된바 있지만 그 발현 기전은 아직 잘 알려져 있지 않다. 본 연구는 U937세포주를 이용하여 TPA에 의한 TLR2 발현 유도 기전과 관련된 신호전달 기작을 알아보았다. TPA를 U937세포주에 처치한 결과 TLR2 mRNA 및 단백질의 발현이 처리 시간에 비례하여 증가함을 볼 수 있었다. TPA는 protein kinase C(PKC)의 활성을 유도함이 알려져 있어 PKC 억제제를 처치한 결과 TLR2의 발현 저하가 관찰되었다. TPA에 의해 활성화된 PKC는 활성산소를 산생함이 알려져 있어 항산화제 및 PKC억제제를 처치한 결과, TPA에 의해 유도된 활성산소의 저하가 관찰되었지만 항산제에 의한 TLR2의 mRNA 및 단백질의 감소는 관찰되지 않았다. TPA는 mitogen activated protein kinases 중 extracellular signal-regulated kinases(ERKs) 및 c-Jun N-terminal kinases(JNKs)의 활성화를 유도하였으나 JNKs의 억제제에 의해 TLR2의 발현의 저하는 관찰되지 않았고 ERKs의 억제제에 의해 감소가 관찰되었다. TPA에 의해 활성된 PKC는 ERKs의 활성이 유도됨이 알려져 있어 PKC 억제제를 처치한 결과 ERKs의 활성 감소가 관찰되었다. TLR2의 발현과 nuclear factor-kappa B(NF-κB)의 활성과 밀접한 관계가 있어 TPA에 의한 TLR2의 발현과 NF-κB와 관계를 조사한 결과, NF-κB 억제제에 의해 TLR2의 mRNA 및 단백질의 발현 저하가 관찰되었으며 아울러 PKC 억제제 및 ERKs 억제제에 의해서도 NF-κB의 활성억제가 관찰되었다. 이상의 결과를 종합하면 U937세포주에 있어 TPA에 의한 TLR2의 mRNA 및 단백질의 발현 증가는 TPA에 의한 PKC 활성, PKC 활성에 따른 ERKs 활성, 그리고 PKC 및 ERKs에 의한 NF-κB의 활성과 밀접한 관계가 있는 것으로 생각되며, TPA에 의한 유도된 활성산소 및 JNKs의 활성은 TLR2의 발현과 무관함을 알 수 있었다.