• Radiation Oncology Journal
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• 제19권2호
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• pp.181-189
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• 2001

목적 : 피부나 폐, 간, 신장 등의 섬유화가 방사선 조사 후 주요한 부작용 중의 하나이나 아직까지 이 과정에서 $TGF-\beta$가 주요한 역할을 하는 것 이외에는 밝혀진 것이 거의 없는 상태이다. 또 matrix metalloproteinase (MMP) 및 tissue inhibitor of metalloproteinase (TIMP) 유전자 활성 및 발현이 조직의 재구성과 손상, 암세포의 침윤과 전이에 관여하고 있고, 방사선이 종양의 치료에 널리 이용되고 있음에도 방사선에 의한 MMP와 TIMP 유전자의 발현에 대한 연구는 거의 없는 상태이다. 이에 저자들은 방사선 조사가 TIMP-1, TIMP-2의 발현에 어떤 영향을 끼치는지 알아보고자 본 연구를 시작하였다. 대상 및 방법 : C57BL/6 생쥐를 Varian CL4/100을 사용하여 각각 0, 2, 10 Gy의 조사량으로 전신조사를 하였다. 방사선 조사 후 24, 48 시간에 생쥐를 희생하여 폐, 간, 신장을 얻어 paraffin 포매 조직 절편을 만들어 Avidin-Biotin Complex 방법으로 면역 염색을 한 후 광학 현미경으로 관찰하여 염색의 강도와 면적에 따라 점수화 하였다. 결과 : TIMP-1은 대조군에 비해 방사선 조사 후 폐조직에서는 변화가 없는 것으로 나타났다. 간조직에서는 간세포와 Kupffer 세포에서 발현이 증가하였고, 신장조직에서는 주로 세뇨관 세포에서 발현이 증가하였고 방사선 조사 후 경과 시간에 따른 변화는 거의 없었다. 방사선량에 따른 발현의 정도는 신장을 제외하고는 변화가 거의 없었다. TIMP-2는 폐조직에서는 2 Gy 조사 후 발현이 증가되었고, 간조직에서도 2 Gy 24 시간에는 활성이 증가했으나 10 Gy에서는 대조군 수준이었다. 신장조직에서는 10 Gy에서는 발현의 정도의 변화는 없었고 2 Gy에서는 발현이 감소하였다. 결론 : 각 장기에서 TIMP-1과 TIMP-2의 발현의 정도는 차이가 있었으며, 각 장기의 특정한 세포에서만 발현이 되었다. TIMP-1의 경우 간과 신장에서는 방사선에 의해 발현이 증가되었으나 폐에서는 발현이 증가되지 않았다. TIMP-2의 경우 폐에서는 방사선에 의해 발현이 증가하였으나 간과 폐에서는 방사선에 의한 발현의 변화는 불규칙적이었다. 방사선 조사 후 경과 시간과 방사선량에 따른 발현의 변화도 일정하지 않았다.

• BMB Reports
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• 제45권11호
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• pp.623-628
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• 2012

Tissue inhibitor of metalloproteinases (TIMPs; TIMP-1, -2, -3 and -4) are endogenous inhibitor for matrix metalloproteinases (MMPs) that are responsible for remodeling the extracellular matrix (ECM) and involved in migration, invasion and metastasis of tumor cells. Unlike under normal conditions, the imbalance between MMPs and TIMPs is associated with various diseased states. Among TIMPs, TIMP-1, a 184-residue protein, is the only N-linked glycoprotein with glycosylation sites at N30 and N78. The structural analysis of the catalytic domain of human stromelysin-1 (MMP-3) and human TIMP-1 suggests new possibilities of the role of TIMP-1 glycan moieties as a tuner for the proteolytic activities by MMPs. Because the TIMP-1 glycosylation participate in the interaction, aberrant glycosylation of TIMP-1 presumably affects the interaction, thereby leading to pathogenic dysfunction in cancer cells. TIMP-1 has not only the cell proliferation activities but also anti-oncogenic properties. Cancer cells appear to utilize these bilateral aspects of TIMP-1 for cancer progression; an elevated TIMP-1 level exerts to cancer development via MMP-independent pathway during the early phase of tumor formation, whereas it is the aberrant glycosylation of TIMP-1 that overcome the high anti-proteolytic burden. The aberrant glycosylation of TIMP-1 can thus be used as staging and/or prognostic biomarker in colon cancer.

• Radiation Oncology Journal
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• 제19권2호
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• pp.171-180
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• 2001

목적 : Tissue inhibitor of matrix metalloproteinase (TIMP)는 matrix metalloproteinase (MMP)에 작용하여 암세포의 침윤과 전이를 억제하고 염증, angiogenesis, fibrosis에 중요한 역할을 한다. TIMP 유전자는 여러 cytokine 및 signal molecule에 의하여 조절되는 유전자이므로 방사선에 의한 TIMP의 발현을 측정하고 전사 조절 기전을 연구하고자 하였다. 대상 및 방법 : 두경부암 환자의 병변에서 유도하여 확립한 두경부암 세포주를 이용하여 방사선에 의한 TIMP 유전자 발현을 측정하였다. 각 세포주의 방사선 민감도를 측정하고 transwell을 이용한 invasion assay로 전이성을 측정하였다. TIMP1, TIMP2 발현은 conditioned medium을 취해 ELISA assay로 측정하였다. 방사선조사는 2 Gy, 10 Gy 군으로 나누어 관찰했고 조사 후 시간 간격은 24, 48시간이었다. MTT assay로 생존세포 수를 측정하여 방사선 세포치사로 인한 발현 변화를 보정하였다. hTIMP1 promoter region을 PCR하여 pGL2-basic luciferase reporter vector에 cloning하여 인간 두경부암 세포주에 이입하여 functional TIMP1 발현이 증가하는지 확인하였고 protein kinase C (PKC) activator인 PMA (phorbol 12-myristate 13-acetate)와 Ras에 의한 TIMP1 발현이 유도되는지 확인하였다. 결과 : HN-1, HN-2, HN-3, HN-5, HN골 세포주의 $D_0$는 각각 1.55 Gy, 1.8 Gy, 1.5 Gy, 1.55 Gy, 2.45 Gy 이었다. 각 세포주의 방사선조사 후 MTT assay에 의한 cell viability는 24, 48시간에서 2 Gy인 경우 모두 $94\%$ 이상 그리고 10 Gy에서는 $73\%$ 이상의 생존 세포를 확인하였다. TIMP1, TIMP2 단백의 basal 농도는 24시간 48시간에서 점점 증가하여 세포에서 계속 합성되어 분비되고 있음을 확인하였다. 2 Gy 조사 후 24시간에서 TIMP2는 HN-1, HN-9 세포주에서 감소하였으나, 10 Gy 조사 후에는 두 세포주에서 모두 증가하여 방사선량에 따라 반응이 달랐고, 방사선조사 후 48시간에는 HN-9 세포주에서는 증가하나 HN-9 세포주에서는 감소하여 세포주에 따라 반응이 달랐다. 그러나 방사선에 의한 TIMP1 발현 변화는 미미하였다. TIMP1 reporter gene을 인간 두경부암 세포주에 transfection하고 PMA (100 ng/ml)을 가한 경우 HN-1세포주에서는 유의하게 증가하고 HN-9 세포주에서는 감소하였다. Ras 발현 벡터와 co-transfection한 경우 TIMP1 promoter가 활성화 되었다. 결론 : 모두 두경부 암에서 유래된 세포주 이지만 방사선에 의한 TIMP의 발현 및 전사조절 기전은 세포주 마다 차이가 있었고 이온화 방사선의 용량에 따라서, 방사선조사 후의 시간 경과에 따라서도 TIMP 발현에 차이가 있었다. 이 결과는 TIMP의 전사 및 발현이 여러 종류의 signal molecule에 의하여 영향을 받고, 이 signal molecule들이 각 세포주 마다 다르기 때문으로 사료된다.

• Clinical and Experimental Pediatrics
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• 제46권6호
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• pp.548-553
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• 2003

목 적 : 뇌수막염에서 MMP-9은 뇌혈관 내피하 기질막을 분해하여 혈관-뇌장벽을 파괴하는데 주된 역할을 담당하며 TIMP-1은 MMP-9의 전효소와 복합체를 형성하여 MMP-9의 작용을 선택적으로 억제하는 인자로 알려져 있으나 이들의 상호작용은 아직 밝혀진 바가 별로 없다. 최근 세균성 뇌수막염 환자의 뇌척수액에서 MMP-9과 TIMP-1 측정에 대한 연구가 있었고, 특히 세균성 뇌수막염에서 신경학적 합병증의 예후인자와 관련하여 MMP-9의 역할에 대한 보고들이 있었으나 아직 무균성 뇌수막염 환자를 대상으로 한 보고는 별로 없었고 특히 국내에서 보고된 바는 없었다. 이에 저자들은 무균성 뇌수막염 환아의 혈액과 뇌척수액에서 MMP-9과 TIMP-1의 농도를 측정하여 대조군과 비교하고, MMP-9과 TIMP-1 및 다른 뇌수막염 관련인자들 사이의 상관관계를 비교 분석하고자 하였다. 방 법: 2002년 6월부터 7월까지 강북삼성병원 소아과 내원환자 중 발열과 뇌막자극증상을 보인 40명의 환아들을 대상으로 뇌척수액 검사를 시행하여, 무균성 뇌수막염 소견을 보인 25명을 뇌수막염군, 정상소견을 보인 14명을 대조군으로 하였다. 입원당일 혈액과 뇌척수액을 채취하여 혈액에서 백혈구수를 측정하고, 뇌척수액에서 백혈구수와, 당, 단백농도 및 뇌압을 측정하였다. 나머지 혈액 및 뇌척수액 검체는 실온에서 10분간 2,000g으로 원심분리하여 영하 70도에서 보관후 sandwich ELISA 방법을 이용하여 각각의 검체에서 일시에 MMP-9과 TIMP-1의 농도를 정량하였다. 결 과 : 뇌척수액 MMP-9과 TIMP-1 농도는 뇌수막염군에서 의미있게 증가되었고(P<0.05), 혈청 MMP-9과 TIMP-1 농도는 두 군간에 차이가 없었다. 뇌척수액 MMP-9과 TIMP-1은 서로 의미있는 양의 상관관계를 보였으며($r_s=0.42$, P<0.05), 뇌척수액 MMP-9/TIMP-1 비율은 대조군에 비해 무균성 뇌수막염군에서 의미있게 증가되었다(P<0.05). 뇌척수액 MMP-9과 TIMP-1은 뇌척수액 총백혈구수와 양의 상관관계를 보였다($r_s=0.43$, P<0.05, $r_s=0.48$, P<0.05). 뇌척수액 TIMP-1은 뇌척수액 단백 농도와 양의 상관관계를 보였다($r_s=0.43$, P<0.05). 결 론 : 무균성 뇌수막염 환아의 급성기 뇌척수액에서 MMP-9과 TIMP-1이 의미있는 증가를 보였고, 뇌척수액 TIMP-1은 정상군에서 상대적으로 높은 농도를 보이고 있어 MMP-9과 TIMP-1은 각각 뇌혈관장벽의 파괴와 유지에 관여한다고 생각된다.

• Clinical and Experimental Pediatrics
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• 제53권4호
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• pp.510-518
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• 2010

목 적: 가와사끼병은 급성 전신성 미세혈관염으로서, 소아의 후천성 심질환의 가장 흔한 원인이다. 가와사끼병의 관상동맥병변에 대한 조직병리학적 소견은 미만성 혈관염에 의한 관상동맥벽의 파괴를 시사하는데, matrix metalloproteinase (MMP)와 그 내인성 억제인자인 tissue inhibitor of metalloproteinases (TIMP)가 이러한 과정에 주요한 역할을 할 것으로 생각되고 있으며, 그 중에도 MMP-9이 최근 가장 주목을 받고 있다. 따라서 본 연구에서는, 한국의 가와사끼병 환아들에서 MMP-9과 그 억제인자들인 TIMP-1, TIMP-2가 갖는 임상적 중요성을 평가하고자 하였다. 방 법: 가와사끼병 환아 47명을 연구대상으로 하였고, 급성열성 세균감염 환아 14명을 대조군으로 하였다. 혈중 MMP-9, TIMP-1, TIMP-2의 농도를 kit를 통한 효소 면역법을 이용하여 측정하였고, 각 임상 단계 및 관상동맥병변의 유무에 따라 비교분석하였다. 결 과: 급성기에 MMP-9과 TIMP-1은 가와사끼군에서 대조군에 비해 유의하게 높았고, TIMP-2는 오히려 낮았다($P$<0.05). 급성기에 증가한 MMP-9은 아급성기와 회복기에 유의하게 감소하였다($P$<0.05). 관상동맥 확장군과 비확장군의 비교에서는, 확장군에서 급성기 MMP-9과 TIMP-1, MMP-9/TIMP-2가 낮았으며, 아급성기로 가면서 통계적으로 유의하게 증가하였다가 다시 회복기로 가면서 감소하는 양상을 보였다($P$<0.05). MMP-9은 급성기와 아급성기에 TIMP-1과 통계적으로 유의한 양의 상관관계를 보였고, TIMP-2와는 아급성기와 회복기에 음의 상관관계를 보였다($P$<0.05). 결 론: 이러한 결과들은 MMP-9과 TIMP-1의 증가, 그리고 MMP-9과 TIMP-2의 불균형이 가와사끼병, 특히 그 관상동맥병변의 병태생리에 핵심적인 역할을 한다는 사실을 시사한다 하겠다. 더 종합적이고 심도 깊은 연구를 위해서 좀 더 많은 대상자를 포함하는 큰 규모의 연구들이 향후 이루어져야 할 것이다.

• 대한화장품학회:학술대회논문집
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• 대한화장품학회 2003년도 IFSCC Conference Proceeding Book I
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• pp.590-600
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• 2003

The matrix metalloproteinases (MMPs) are a family of enzymes responsible for degrading connective tissue. MMPs catalyze the breakdown of collagen from the extracellular matrix, leading to wrinkle formation and accelerated skin aging. Furthermore, ultraviolet irradiation causes increased expression of certain MMPs. In the extracellular matrix turnover, MMPs are interacting with endogenous regulators named tissue inhibitors of metalloproteinases (TIMPs). Using peptide substrate assays, it has been demonstrated that TIMP-MMP complexes interact highly specifically with $K_{i}$ values of 10$^{-9}$ -10$^{-16}$ M. Therefore applications for TIMP as inhibitor of collagen degradation are suggested for cosmetic anti-aging products to prevent wrinkle formation and loss of elasticity. To date four TIMP proteins (TIMP-1, TIMP-2, TIMP-3 and TIMP-4) have been identified which show a high degree in sequence similarity. The production of human TIMP-2, a 194-residue nonglycosylated protein, was performed by fed-batch culture of Escherichia coli. TIMP-2 accumulated in the bacterial cells in an insoluble form as inclusion bodies. The inclusion bodies were solubilized and the protein refolded to yield the native TIMP-2 in the active form. The integrity of the protein was confirmed by mass analysis, Edman sequencing and gel shift experiments with authentic samples. The inhibitory activity of the refolded and purified TIMP-2 was demonstrated with MMP-1 and MMP-2 assays using synthetic fluorogenic peptide substrates.s.

• 한국응용약물학회:학술대회논문집
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• 한국응용약물학회 2002년도 창립10주년기념 및 국립독성연구원 의약품동등성평가부서 신설기념 국재학술대회:생물학적 동등성과 의약품 개발 전략을 위한 국제심포지움
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• pp.89-96
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• 2002

The importance of apoptosis in normal development and pathogenesis has been well recognized, and explosive progress towards dissecting its commitment step has been made during the past decade. Mitochondria, Apaf-1, caspase, and bcl-2 family members play central roles in the commitment step. However, it is still unclear how upstream cell survival pathways regulate apoptosis. It is also unknown whether the bcl-2 family members have any effect on the upstream survival pathways. We have demonstrated that the anti-apoptotic gene product bcl-2 greatly induces expression of the tissue inhibitor of metalloproteinase-1 (TIMP-1) in human breast epithelial cells. Surprisingly, we found that TIMP-1, like bcl-2, is a potent inhibitor of apoptosis induced by a variety of stimuli. Functional studies indicate that TIMP-1 inhibits a classical apoptotic pathway mediated by caspases, and that focal adhesion kinase (FAK)/Pl 3-kinase and mitogen activated protein kinase (MAPK) are critical for TIMP- 1 -mediated cell survival. We also showed specific association of TIMP-1 with the cell surface. Consistently, a 150-H)a surface protein was identified in MCF10A cells that specifically binds TIMP-1. Taken together, we hypothesize that TIMP-I binding on the cell surface induces a cell survival pathway that regulates the common apoptosis commitment step. The results of these studies will address a new paradigm in the regulation of apoptosis by an extracellular molecule TIMP-1, and also greatly enhance our understanding of TIMP-1's pleiotropic activity in many physiological and pathological processes. This information may also be useful in designing more rational therapeutic interventions aimed at modulating the anti-apoptotic activity of TIMP-1 .

• Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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• 제16권16호
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• pp.7205-7210
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• 2015

Background: In this study, influence caused by expression plasmids of connective tissue growth factor (CTGF) and tissue inhibitor of metalloproteinase-1 (TIMP-1) short hairpin RNA (shRNA) on mRNA expression of CTGF,TIMP-1,procol-${\alpha}1$ and PCIII in hepatic tissue with hepatic fibrosis, a precancerous condition, in rats is analyzed. Materials and Methods: To screen and construct shRNA expression plasimid which effectively interferes RNA targets of CTGF and TIMP-1 in rats. 50 cleaning Wistar male rats are allocated randomly at 5 different groups after precancerous fibrosis models and then injection of shRNA expression plasimids. Plasmid psiRNA-GFP-Com (CTGF and TIMP-1 included), psiRNA-GFP-CTGF, psiRNA-GFP-TIMP-1 and psiRNA-DUO-GFPzeo of blank plasmid are injected at group A, B, C and D, respectively, and as model control group that none plasimid is injected at group E. In 2 weeks after last injection, to hepatic tissue at different groups, protein expression of CTGF, TIMP-1, procol-${\alpha}1$ and PC III is tested by immunohistochemical method and,mRNA expression of CTGF,TIMP-1,procol-${\alpha}1$ and PCIII is measured by real-time PCR. One-way ANOVA is used to comparison between-groups. Results: Compared with model group, there is no obvious difference of mRNA expression among CTGF,TIMP-1,procol-${\alpha}1$, PC III and of protein expression among CTGF, TIMP-1, procol-${\alpha}1$, PC III in hepatic tissue at group injected with blank plasmid. Expression quantity of mRNA of CTGF, TIMP-1, procol-${\alpha}1$ and PCIII at group A, B and C decreases, protein expression of CTGF, TIMP-1, procol-${\alpha}1$, PC III in hepatic tissue is lower, where the inhibition of combination RNA interference group (group A) on procol-${\alpha}1$ mRNA transcription and procol-${\alpha}1$ protein expression is superior to that of single interference group (group B and C) (P<0.01 or P<0.05). Conclusions: RNA interference on CTGF and/or TIMP-1 is obviously a inhibiting factor for mRNA and protein expression of CTGF, TIMP-1, procol-${\alpha}1$ and PCIII. Combination RNA interference on genes of CTGF and TIMP-1 is superior to that of single RNA interference, and this could be a contribution for prevention of precancerous condition.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제53권4호
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• pp.420-430
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• 2002

연구배경 :임상적으로 만성 기관지염 환자의 호흡기 증상이 급격히 악화되는 것으로 정의되는 만성 기관지염의 급성악화는 기도의 폐쇄를 조장하여 만성 폐쇄성 폐질환으로의 진행을 촉진시키는 것으로 알려져 있다. 방 법 :만성 기관지염의 급성악화 환자 40명을 대상으로 하였으며 대상 환자를 무작위로 moxifloxacin군과 clarithromycin군으로 나누어 항생제를 경구투여 하였다.항생제를 복용 하기 전과 항생제를 7일간 복용한 후 각각 객담을 유도 처리하여 유도객담 상층액 내의 IL-8, SLPI, MMP-1, MMP-9, TIMP-1의 농도를 ELISA 방법으로 측정하였다. 결 과 : 항생제 투여에 의해 유도객담 내 TIMP-l의 농도와 TIMP-1/MMP-1의 분자량 비율이 유의하게 감소하였고 (p<0.05), 유도객담 내 SLPI의 농도는 유의하게 증가하였다(p<0.01) 급성악화 시 유도객담 내의 TIMP-1의 농도(p<0.01, r=0.751)와 TIMP-l/MMP-1의 분자량 비율(p<0.01, r=0.752)은 IL-8과 유의한 상관관계를 보이고 있었으며 항생제 치료로 호전이 된 이후에도 IL-8과의 상관관계는 계속 관찰되었다. 급성악화 시 유도객담 내 SLPI의 농도는 유도객담 내 TIMP-1(p<0.01, r=-0.496)과 TIMP-1/MMP-1(p<0.01, r=-0.456)의 분자량 비율 변화와 유약한 상관관계가 있었다. 그러나 유도객담 내 MMP-1, MMP-9의 농도 그리고 TIMP-l/MMP-9의 분자량 비율은 IL-8이나 SLPI의 농도와 유의한 상관관계가 없었다. 결 론 : 만성 기관지염의 급성 악화에 의해 TIMP와 MMPs의 불균형이 초래되며 TIMP가 상대적으로 많이 증가함으로써 기도 내 ECM이 축적되는데 적절한 항생제를 사용하지 않았을 때에는 이러한 기도벽의 재구성이 반복되어 기도의 폐쇄가 심해질 것으로 생각된다. TIMP와 MMPs의 불균형은 항생제 치료에 의하여 호전이 됨으로 적절한 항생제 치료는 만성 기관지염의 급성악화에 의한 비가역성 기도 폐쇄가 진행되는 것을 어느 정도 예방할 수 있을 것으로 생각된다.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제52권5호
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• pp.453-462
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• 2002

연구배경 : MMPs는 종양 전이의 주된 장벽인 기저막과 세포외 기질을 분해하여 암세포의 침습 및 전이에 주된 역할을 하며, TIMP는 MMP에 의한 기저막 단백질 분해를 억제하는 인자로 알려져있다. MMP의 발현은 임상 병기가 진행할수록 증가하며 주위 림프절 전이와 관계가 있으며, TIMP의 발현은 주위 림파절로 전이가 일어나면 감소 또는 증가하는 것으로 알려져 있다. 대상 및 방법 : 비소세포폐암으로 진단 받고 근치적 절제술을 시행 받은 74명 환자를 대상으로 paraffin에 보관된 조직에서 면역조직화학염색법을 이용하여 MMP-2, 9, TIMP-l, 2 항체로 발현을 검색하였으며, 발현에 따른 생존율을 Kaplan-Meier, Log-rank로 검색하였다. 결 과 : MMP-2, 9의 발현은 각각 25/74례 (34%), 19/74(26%)였고, TIMP-l, 2의 발현은 각각 27/74(36%), 32/74(43%)였다. 임상 병기에 따른 MMP-2, 9 발현은 병기의 진행에 따라 유의하게 증가하였고, TIMP-2는 유의하게 감소하였다. 임상 림프절의 전이에 따른 발현은 MMP-2, 9에서만 전이의 진행에 따라 유의하게 증가하였다. MMP-2 발현에 따른 중간 생존기간은 양성군이 20개월, 음성군이 34개월로 양성군이 유의하게 낮았으며, TIMP-2은 34개월, 18개월로 양성군이 유의하게 높았다. MMP-2/TIMP-2에 따른 중간 생존기간은 음성/양성이 유의하게 높았다. 결 론 : MMP-2, 9 발현은 종양의 진행과 림프절의 전이에 관여할 것으로 사료되며, MMP-2와 TIMP-2의 발현은 역비레 관계가 있다.