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단핵구세포주 THP-1의 대식세포로의 분화 및 활성화에서 CO의 억제 효과
김다솔(Da Sol Kim),이미선(Mi Sun Lee),김한솔(Han Sol Kim),이혜윤(Hye Yun Lee),김오윤(Oh Yun Kim),강예린(Ye Rin Kang),손동현(Dong Hyun Sohn),김관회(Koanhoi Kim),박영철(Young Chul Park) 한국생명과학회 2017 생명과학회지 Vol.27 No.2
Carbon monoxide (CO)는 세포 보호의 기능을 가지는 항산화 효소인 heme oxygenase-1 (HO-1)의 대사산물로 세포성장, 아폽토시스, 염증에 대한 억제 효과를 보이는 것으로 보고가 이어지고 있고, 이에 관련된 연구가 활발히 진행되고 있는 실정이다. 본 연구에서는 CO가 단핵구의 대식세포로의 분화 및 그 활성화 과정에 미치는 영향을 인간 단핵구세포주 THP-1을 이용하여 조사하였다. CO-releasing compound인 CORM-2는 phorbol 12-myristate 13-acetate (PMA)로 자극한 THP-1 세포에서 viability와 증식에는 큰 영향을 주지 않았으나 부착능의 뚜렷한 감소를 보였다. 그리고, CORM-2는 대식세포의 막표면 분화 인자인 CD14, CD11b 및 CD18의 발현과 latex beads를 이용한 포식 기능을 현저히 억제하였다. 다음으로, 배양중인 THP-1 세포를 PMA로 6일 동안 대식세포로 분화시킨 후 inflammatory cytokines의 분비와 포식 기능을 조사하였다. CORM-2의 처리는 lipopolysaccaride (LPS)로 자극한 대식세포로부터 분비되는 IL-6와 TNF-α의 분비를 감소시켰다. 또한, 분화된 대식세포에 E. coli (K-12 strain) bioparticles를 이용하여 포식 기능을 측정한 결과 CORM-2를 처리한 세포에서는 현저히 감소되는 경향을 보였다. 이를 종합해 볼 때, CO는 항원 인식과 포식 기능에 관여하는 막단백질의 발현을 저해함으로써 단핵구의 분화과정을 억제하였고, 분화된 대식세포의 inflammatory cytokines의 분비 및 포식 기능을 저해함으로써 활성화 과정도 억제하는 것으로 보인다. Carbon monoxide (CO), a reaction product of cytoprotective enzyme heme oxygenase-1 (HO-1), is a gaseous messenger with anti-proliferative, anti-apoptotic, and anti-inflammatory actions in many cell types. Here, we investigated the role of CO on the process of monocyte differentiation induced by phorbol 12-myristate 13-acetate (PMA) in human monocytic THP-1 cells. CORM-2 (tricarbonyldichlororuthenium (II) dimer, Ru₂Cl₄ (CO)6), a CO-releasing compound, decreased a marked cell adherence with a slight reduction of proliferation in monocytic THP-1 cells treated with PMA. And, CORM-2 significantly inhibited expression of differentiation markers such as CD14, CD11b plus CD18 (macrophage-1 antigen, Mac-1 or complement receptor 3, CR3) and phagocytosis of carboxylate-modified red fluorescent latex beads, in PMA-stimulated THP-1 cells. For the further experiments, differentiation of PMA-treated cells was enhanced after the initial 2 days stimulus by removing the PMA-containing media then incubating the cells in fresh media for a another 4 days. And, we observed the secretion of inflammatory cytokines and phagocytosis in differentiated macrophages. Treatment with CORM-2 significantly abolished the secretion of IL-6, TNF-α and phagocytosis using fluorescence-conjugated E. coli (K-12 strain) bioparticles in lipopolysaccharide (LPS)-stimulated differentiated macrophages. In conclusion, these results suggest that CO inhibits the differentiation of monocytic THP-1 cells as well as the activation of differentiated macrophages.
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