• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제70권6호
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• pp.462-473
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• 2011

Background: Smoking is a risk factor for idiopathic pulmonary fibrosis (IPF), but the mechanism of the association remains obscure. There is evidence demonstrating that plasminogen activator inhibitor-1 (PAI-1) is involved in the progression of pulmonary fibrosis. This study was to determine whether the administration of small interfering RNA (siRNA) targeting PAI-1 or PAI-1 inhibitor to the cigarette smoking extract (CSE)-exposed rat alveolar type II epithelial cells (ATII cells) limits the epithelial-mesenchymal transition (EMT). Methods: ATII cells were isolated from lung of SD-rat using percoll gradient method and cultured with 5% CSE. The EMT was determined from the ATII cells by measuring the real-time RT PCR and western blotting after the PAI-1 siRNA transfection to the cells and after administration of tiplaxtinin, an inhibitor of PAI-1. The effect of PAI-1 inhibitor was also evaluated in the bleomycin-induced rats. Results: PAI-1 was overexpressed in the smoking exposed ATII cells and was directly associated with EMT. The EMT from the ATII cells was suppressed by PAI-1 siRNA transfection or administration of tiplaxtinin. Signaling pathways for EMT by smoking extract were through the phosphorylation of SMAD2 and ERK1/2, and finally Snail expression. Tiplaxtinin also suppressed the pulmonary fibrosis and PAI-1 expression in the bleomycin-induced rats. Conclusion: Our data shows that CSE induces rat ATII cells to undergo EMT by PAI-1 via SMAD2-ERK1/2-Snail activation. This suppression of EMT by PAI-1 siRNA transfection or PAI-1 inhibitor in primary type II alveolar epithelial cells might be involved in the attenuation of bleomycin-induced pulmonary fibrosis in rats.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제58권6호
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• pp.590-599
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• 2005

연구배경 : 만성폐쇄성폐질환에서 나타나는 기도점액의 과다분비는 이 질환의 중요한 병리학적 소견이며 호흡곤란 등 환자의 증상을 악화시키는 요인 중의 하나이다. 기도 점액을 구성하는 여러 성분 중 Muc 유전자에 의해 만들어지는 당 단백이 흡연에 의해 생성이 증가하는데 이에 관여하는 세포 내 신호전달 과정에 대하여 확실히 밝혀진 바가 없다. 저자는 Muc 유전자 중 인체의 기도에 가장 많이 분비되는 Muc5ac 점액 생성을 담당하는 Muc5ac 유전자의 발현이 흡연에 의하여 증가하는데 관여하는 세포 내 신호전달 과정을 알아보고자 하였다. 재료 및 방법 : 사람 폐선암 세포주인 A549 세포를 배양하여 Muc5ac 유전자의 promotor를 luciferase reporter plasmid를 사용하여 세포 내에 transfection시키고 5% 담배연기 추출물로 자극하여 배양하였다. 또 세포 내 신호전달에 관여하는 표피성장인자 수용체 kinase의 억제제인 AG1478, mitogen-activated protein kinase kinase(MAPKK) 억제제인 PD98059, p38 mitogen-activated protein kinase 억제제인 SB203580으로 각각 전 처치 후 역시 5% 담배연기 추출물로 자극 배양하였다. 배양된 세포에서 단백질을 추출하여 luciferase 분석을 통하여 Muc5ac promoter 활성도를 측정하고 Western blot을 이용하여 표피성장인자 수용체와 mitogen-activated protein kinase (MAPK)인 extracellular signalrelated kinase (ERK)1/2, p38 MAPK, c-Jun N-terminal kinase (JNK)의 발현을 확인하였다. 또 세포에서 RNA를 추출한 후 Muc5ac primer를 이용하여 역전사효소 중합연쇄반응을 수행하여 Muc5ac mRNA 발현을 관찰하였다. 결 과 : 1. Muc5ac promoter를 삽입한 A549 세포를 5% 담배연기 추출물로 자극하였을 때 의의 있게 luciferase 활성도가 증가하였고(P<0.001) 자극하는 시간이 3시간이었을 때 luciferase 활성도가 최고치를 보였다(P<0.01). 또 담배연기 추출물 자극은 표피성장인자 수용체를 인산화시켰으며 인산화는 AG1478과 PD98059에 의하여 억제되었다. 2. AG1478 혹은 PD98059로 전 처치 후 5% 담배연기 추출물로 자극한 경우 5% 담배연기 추출물 단독으로 자극한 것에 비하여 유의하게 lucifearse 활성도가 억제되었고 (P<0.01) 세 가지 종류의 MAPK 중 ERK1/2와 p38 MAPK의 인산화는 관찰되었으나 JNK의 인산화는 관찰되지 않았다. 역전사효소 중합연쇄반응을 이용하여 관찰한 Muc5ac mRNA 발현은 담배연기 추출물에 의해 증가되었고 PD98059와 AG1478에 의하여 역시 억제되었다. 3. 담배연기 추출물에 의하여 인산화 된 ERK1/2는 PD98059에 의하여 인산화가 감소하였고 p38 MAPK의 인산화는 PD98059와 SB203580에 의하여 감소하였으며 이 두 가지 억제제는 모두 luciferase 활성도를 유의하게 억제시켰다(P<0.0001). 결 론 : 담배연기 추출물은 Muc5ac 유전자의 발현을 증가시켜 기도 내 점액 분비를 증가시키며 이는 표피성장인자 수용체를 매개로 ERK1/2와 p38 MAPK를 경유하여 세포 내 신호전달이 이루어진다고 생각된다. 따라서 점액 유전자 활성화를 매개하는 신호전달 과정을 차단하는 약제나 방법이 개발된다면 과도한 점액분비를 치료할 수 있을 것으로 생각한다.