LMT-28, a gp130-targeting small molecule, improves survival by inhibiting IL-6/gp130 signaling in a murine sepsis model

국문 초록 (Abstract)

패혈증은 과도한 선천면역 반응으로 인해 면역 반응 조절 장애가 발생하는 질환으로, 중증의 경우 장기 기능 부전과 사망에 이를 수 있다. 패혈증 환자에서는 IL-6 수치가 현저히 증가하며, 이는 질병의 중증도 및 사망률과 밀접한 상관관계를 보인다. LMT-28은 기존 연구에서 개발된 저분자 옥사졸리디논 유도체로, 다양한 염증성 질환 모델에서 치료 효과가 입증되었다. 그러나 리포폴리사카라이드(LPS) 유도 패혈증 모델과 같은 급성 염증 상태에서의 치료 효능은 아직 확인되지 않았다. 본 연구에서는 패혈증 쥐 모델에서 LMT-28 투여가 염증 반응을 완화하고 생존율을 향상시킬 수 있는지를 평가하고자 하였다. HEK-Blue IL-6 세포에서 LMT-28은 IL-6의 고전적 신호전달과 트랜스 신호전달을 모두 억제하였으며, 특히 트랜스 신호전달에 대해 더 강한 억제 효과를 보였다. RAW 264.7 세포에서 LMT-28은 LPS에 의해 유도된 IL-6 신호전달을 억제하여 염증 매개체 생성을 감소시켰다. LPS 유도 패혈증 쥐 모델에서 LMT-28 투여는 생존율을 유의하게 향상시켰으며, 혈청 내 염증 매개체 수치 감소와 폐와 간 조직에서 IL-6 하위 신호전달의 억제가 관찰되었다. 맹장 결찰 천공 모델에서는 생존율을 유의하게 향상시키지는 않았으나, 혈청 염증 매개체 감소와 폐와 간 조직에서 IL-6 하위 신호전달 억제가 확인되었다. 종합적으로, LMT-28은 IL-6/gp130 신호전달을 억제함으로써 염증 반응을 완화하고 패혈증 모델에서 생존율을 향상시킨다는 것을 증명하였다. 이러한 결과는 저분자 화합물인 LMT-28이 패혈증 치료제로서의 가능성을 지님을 시사한다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Sepsis is characterized by an excessive innate immune response, leading to in immune dysregulation, that results in organ dysfunction and death in severe cases. In patients with sepsis, Elevated interleukin-6 (IL-6) levels are observed and correlated with disease severity and mortality. LMT-28, an oxazolidinone derivative developed in our laboratory, has been reported to have therapeutic effects in inflammatory disease models. However, its therapeutic effect has not been confirmed in acute inflammatory conditions, such as the lipopolysaccharide (LPS)-induced sepsis model. This study aimed to evaluate whether LMT-28 alleviates inflammation and improves survival in a mouse model of sepsis. LMT-28 inhibited both IL-6 classical and trans-signaling in HEK-Blue cells, with greater potency against trans-signaling. In RAW 264.7 cells, LMT-28 suppressed LPS-induced IL-6 signaling and the secretion of inflammatory mediators. In an LPS-induced sepsis mouse model, LMT-28 administration significantly improved survival, and reduced serum levels of inflammatory mediators and IL-6 downstream signaling in the lung and livers. In the cecal ligation puncture model, survival was not significantly improved; however, serum inflammatory mediators and IL-6 downstream signaling in the liver and lungs were reduced. Collectively, LMT-28 induced inflammation attenuation by inhibiting IL-6/gp130 signaling and improved survival in a sepsis model. Therefore, LMT-28, as a small-molecule compound, shows potential for the treatment of sepsis.

목차 (Table of Contents)

• I. ABSTRACT １
• II. INTRODUCTION ２
• 2.1. Current status of sepsis ２
• 2.2. Immune mechanisms of sepsis ２
• 2.3. IL-6 ４
• 2.4. IL-6 complex and signaling pathways ４
• 2.5. IL-6 in the immunology of sepsis ７
• 2.6. Inflammatory mediators and organ dysfunction indicators in sepsis ７
• 2.7. LMT-28 ９
• 2.8. Objective １０
• III. MATERIALS AND METHODS １１
• 3.1. Reagents and chemicals １１
• 3.2. HEK-Blue IL-6 reporter cells and IL-6 signaling inhibition biological assay １１
• 3.3. RAW264.7 cell culture and treatments １２
• 3.4. Reverse transcription quantitative polymerase chain reaction (RT-qPCR) １３
• 3.5. Experimental animals １４
• 3.6. LPS-induced sepsis mouse model １４
• 3.7. CLP-induced sepsis mouse model １４
• 3.8. Enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) １５
• 3.9. Biochemical assays １６
• 3.10. Western blotting １７
• 3.11. Statistical analyses １８
• IV. RESULTS １９
• 4.1. LMT-28 inhibits IL-6 classic and trans signaling pathways in HEK-Blue IL-6 reporter cells １９
• 4.2. LMT-28 inhibits LPS-induced JAK/STAT phosphorylation and inflammatory mediator production in RAW 264.7 cells ２２
• 4.3. LMT-28 improves survival in an LPS-induced septic mouse model ２８
• 4.4. LMT-28 reduced serum cytokine levels and tissue injury markers in LPS-induced sepsis. ３０
• 4.5. LMT-28 suppresses IL-6/gp130/JAK/STAT signaling in LPS-challenged mouse lung and liver ３３
• 4.6. LMT-28 suppresses JAK/STAT phosphorylation in the lungs and liver, and the production of inflammatory mediators in an CLP-induced mouse model ３７
• V. DISCUSSION ４０
• VI. CONCLUSIONS ４３
• VII. REFERENCES ４４