Inhibitory Effect of NAD(P)H:Quinone Oxidoreductase 1 on the Activation of Macrophages

NQO1 (NAD(P)H:quinone oxidoreductase 1)에 의한 대식세포 활성화 억제

We previously reported that NAD(P)H:quinone oxidoreductase 1 (NQO1)-knockout (KO) mice exhibited spontaneous inflammation in the gut. We also found that NQO1-KO mice showed highly increased inflammatory responses compared with NQO1-WT control mice when subjected to DSS-induced experimental colitis. In a Clostridium difficile toxin-induced mouse enteritis model, NQO1-KO mice were also sensitive compared with NQO1-WT mice. Moreover, numerous studies have shown that NQO1 is functionally associated with immune regulation. Here, we assessed whether NQO1 defects can alter macrophage activation. We found that peritoneal macrophages isolated from NQO1-KO mice produced more IL-6 and $TNF-{\alpha}$ than those isolated from NQO1-WT mice. Moreover, the dicumarol-induced inhibition of NQO1 significantly increased IL-6 and $TNF-{\alpha}$ production in peritoneal macrophages isolated from NQO1-WT mice, as well as in the cultured mouse macrophage cell line, RAW264.7. These results indicate that NQO1 may negatively regulate the activation of macrophages. Knockout or chemical inhibition of NQO1 markedly reduced the expression of $I{\kappa}B$ (inhibitor of $NF{\kappa}B$) in both mouse peritoneal macrophages and RAW264.7 cells. Finally, RAW264.7 cells treated with dicumarol exhibited morphological changes reflecting macrophage activation. Our results suggest that NQO1 may suppress the $NF{\kappa}B$ pathways in macrophages, thereby suppressing the activation of these cells. Thus, immunosuppressive activity may be among the many possible functions of NQO1.

본 연구는 대식세포 활성화 과정에서 NQO1의 역할을 확인하는 것이다. 대식세포의 활성화 정도는 배양액으로 분비하는 IL-6와 $TNF-{\alpha}$ 양을 측정하여 평가하였다. 먼저 NQO1 WT 생쥐와 NQO1 KO 생쥐에서 각각 분리한 복강대식세포의 활성화 정도를 비교해 보았다. 특이하게도 NQO1 KO 복강대식세포가 NQO1 WT에 비해서 더 높게 활성화되어 있었다. 또한 일반 생쥐의 복강대식세포에 NQO1 억제제(dicumarol)을 처치한 경우에도 강한 활성이 유도됨을 확인하였다. Dicumarol을 처치한 RAW264.7 (대식세포주)에 서도 강한 활성화가 관찰되었다. 이는 NQO1이 대식세포의 활성화 과정을 억제하는 경로와 연관되어 있음을 보여준다. 더욱이 dicumarol을 처치하여 NQO1의 기능을 억제시킨 다양한 대식세포에서 $I{\kappa}B$ 단백질이 유의하게 감소한다는 사실을 확인하였다. 대식세포 활성화 과정을 매개하는 주요 신호분자가 $NF{\kappa}B$이며 이 분자에 대한 억제자가 $I{\kappa}B$라는 사실들을 감안할 때, NQO1의 기능이 $I{\kappa}B$ 단백질변성 억제와 연관되어 있으며 이를 통해 대식세포의 활성화를 차단했을 가능성이 있다. 본 연구는 향 후 대식세포 활성화 과정을 조절하는 NQO1의 역할을 규명하는데 있어서 중요한 기초 결과가 될 것이다.