학술논문
위암세포주에서 Helicobacter pylori에 의한 Urokinase Plasminogen Activator Receptor 발현 기작 규명 / Urokinase Plasminogen Activator Receptor Is Upregulated by Helicobacter pylori in Gastric Cancer AGS Cells via MAPK/AP-1 and ROS/NF-κB Signaling Pathways
Document Type
Dissertation/ Thesis
Author
Source
Subject
Language
Korean
Abstract
The gastric pathogen, Helicobacter pylori (H. pylori), has been associated with gastric cancer progression. In this study, we investigated the effect of H. pylori on urokinase plasminogen activator receptor (uPAR) expression which has been known to be closely correlated with gastric cancer invasion. H. pylori induced the uPAR expression in mRNA and protein levels. H. pylori induced the activation of extracellular signal-regulated kinases-1/2 (ERK1/2) and c-jun N-terminal kinase (JNK), but not the activation of P38 mitogen-activated protein kinase (MAPK). Specific inhibitors and inactive mutants of MEK-1 (PD980590, K97M) and JNK (SP600125, TAM67) were found to suppress the H. pylori-induced uPAR expression and the uPAR promoter activity. Electrophoretic mobility shift assay confirmed that H. pylori increased the DNA binding activity of activator protein-1 (AP-1). Inhibitor study using PD980590 and SP600125 revealed that the upstream signalings for the transcription factor AP-1 were ERK 1/2 and JNK. H. pylori also induced the production of reactive oxygen species (ROS). N-acetylcystein (NAC) prevented the H. pylori-induced ROS production and uPAR expression. Site-directed mutagenesis of the potential NF-kB binding site in the uPAR promoter reduced the H. pylori-induced activation of the uPAR promoter. Specific inhibitor of NF-kB (BAY11-7082) and inactive mutants of NF-kB-inducing kinase (NIK) and I-kB decreased the H. pylori-induced uPAR promoter activity. Chromatin immunoprecipitation and the electrophoretic mobility shift assay confirmed that H. pylori increased the DNA binding activity of NF-kB. The AGS cells treated with H. pylori showed a remarkably enhanced invasiveness, and this effect was partially abrogated by a NAC, BAY11-7082 and uPAR-neutralizing antibodies. These results suggest that H. pylori induced uPAR expression and the increased cell invasiveness, which is regulated by at least two different mechanisms: H. pylori induces uPAR expression via ERK 1/2 and JNK MAPK-AP-1 signaling and ROS-NF-kB signaling pathways.
Helicobacter pylori (H. pylori)는 위암 발병과 진행에 관련하여 위암 발병 인자로 알려져 있다. 본 연구에서는 위암 침윤과정과 밀접한 관련이 있다고 알려져 있는 urokinase plasminogen activator receptor (uPAR)의 발현에 H. pylori가 어떤 영향을 미치는지 연구하였다. H. pylori는 uPAR의 mRNA와 단백질의 발현을 유도하였다. H. pylori는 P38 mitogen-activated protein kinase (MAPK)활성화에는 영향을 나타내지 않았지만, extracellular signal-regulated kinases-1/2 (ERK1/2)와 c-jun N-terminal kinase (JNK)를 활성화시켰다. MEK-1과 JNK의 특이적인 억제제인 PD980590와 SP600125는 H. pylori에 의한 uPAR발현과 uPAR 전사활성을 억제하였고, inactive mutant MEK-1와 JNK인 K97M과 TAM67를 세포에 주입하여 실험한 결과 또한 H. pylori에 의한 uPAR발현과 uPAR 전사활성을 억제하였다. H. pylori는 전사인자 activator protein-1 (AP-1)의 DNA 결합력을 증가시켰다. 억제제 PD980590와 SP600125는 AP-1이 H. pylori에 의한 ERK 1/2와 JNK 활성화의 하위단계임을 나타냈다. H. pylori는 또한 reactive oxygen species (ROS)생성을 유도하였다. ROS 저해제로 알려진 N-acetyl cystein (NAC)는 H. pylori에 의한 ROS 생성과 uPAR 발현을 막았다. Site-directed mutagenesis를 이용하여 uPAR promoter에 있는 NF-kB 결합부위를 변이시키면, H. pylori에 의한 uPAR promoter활성화가 감소된다. NF-kB의 특이적 억제제로 알려진 BAY11-7082와 NF-kB-inducing kinase (NIK)와 I-kB inactive mutant 또한 uPAR promoter활성화를 감소시켰다. Chromatin immunoprecipitation와 electrophoretic mobility shift assay를 이용하여 H. pylori에 의해 NF-kB의 DNA 결합력을 증가시킴을 확인하였다. H. pylori에 감염된 AGS 세포는 현저한 침윤력 증가를 보였고, 이것은 NAC, BAY11-7082그리고 uPAR 항체에 의해 부분적으로 저해되었다. 이상의 결과는 H. pylori에 의한 uPAR 발현이 두가지의 다른 기전 즉, i) ERK 1/2, JNK MAPK-AP-1을 통한 신호전달체계와, ii) ROS-NF-kB를 통하여 작용함을 시사한다.
Helicobacter pylori (H. pylori)는 위암 발병과 진행에 관련하여 위암 발병 인자로 알려져 있다. 본 연구에서는 위암 침윤과정과 밀접한 관련이 있다고 알려져 있는 urokinase plasminogen activator receptor (uPAR)의 발현에 H. pylori가 어떤 영향을 미치는지 연구하였다. H. pylori는 uPAR의 mRNA와 단백질의 발현을 유도하였다. H. pylori는 P38 mitogen-activated protein kinase (MAPK)활성화에는 영향을 나타내지 않았지만, extracellular signal-regulated kinases-1/2 (ERK1/2)와 c-jun N-terminal kinase (JNK)를 활성화시켰다. MEK-1과 JNK의 특이적인 억제제인 PD980590와 SP600125는 H. pylori에 의한 uPAR발현과 uPAR 전사활성을 억제하였고, inactive mutant MEK-1와 JNK인 K97M과 TAM67를 세포에 주입하여 실험한 결과 또한 H. pylori에 의한 uPAR발현과 uPAR 전사활성을 억제하였다. H. pylori는 전사인자 activator protein-1 (AP-1)의 DNA 결합력을 증가시켰다. 억제제 PD980590와 SP600125는 AP-1이 H. pylori에 의한 ERK 1/2와 JNK 활성화의 하위단계임을 나타냈다. H. pylori는 또한 reactive oxygen species (ROS)생성을 유도하였다. ROS 저해제로 알려진 N-acetyl cystein (NAC)는 H. pylori에 의한 ROS 생성과 uPAR 발현을 막았다. Site-directed mutagenesis를 이용하여 uPAR promoter에 있는 NF-kB 결합부위를 변이시키면, H. pylori에 의한 uPAR promoter활성화가 감소된다. NF-kB의 특이적 억제제로 알려진 BAY11-7082와 NF-kB-inducing kinase (NIK)와 I-kB inactive mutant 또한 uPAR promoter활성화를 감소시켰다. Chromatin immunoprecipitation와 electrophoretic mobility shift assay를 이용하여 H. pylori에 의해 NF-kB의 DNA 결합력을 증가시킴을 확인하였다. H. pylori에 감염된 AGS 세포는 현저한 침윤력 증가를 보였고, 이것은 NAC, BAY11-7082그리고 uPAR 항체에 의해 부분적으로 저해되었다. 이상의 결과는 H. pylori에 의한 uPAR 발현이 두가지의 다른 기전 즉, i) ERK 1/2, JNK MAPK-AP-1을 통한 신호전달체계와, ii) ROS-NF-kB를 통하여 작용함을 시사한다.