케스페이즈 의존성 세포사멸에서 분비되는 엑소좀의 특성 규명

Abstract

- 국문요약 - 케스페이즈 의존성 세포사멸에서 분비되는 엑소좀의 특성 규명

세포고사는 케스페이즈(caspase)라는 단백질 분해효소에 의해 일어나는 일련의 계획적인 자살과정으로 DAMP (Damage-associated molecular pattern)를 분비하지 않고 잔재들은 대식세포 등의 면역세포에 의해 제거가 되기 때문에 염증을 유발하지 않는다고 알려져 왔으나 최근의 연구에서 케스페이즈의 활성과 또 다른 시스테인계열의 단백질 분해효소인 칼파인(calpain)에 의한 DAMP와 뉴클레오좀의 분비를 주요 소견으로 하는 세포사멸기전이 존재함을 규명되었다. 세포 안에서 형성된 endosome이 Intra-luminal vesicle (ILV)를 포함하는 Multi-vesicular body (MVB)로 성숙한 뒤 세포막과 융합하여 밖으로 분비되는 엑소좀은 지질, 단백질, 핵산 등을 포함하고 있어 최근에 세포 간 신호전달물질로 각광받고 있다. 본 연구는 케스페이즈 의존성 세포사멸에서 분비되는 엑소좀의 특징과 엑소좀에 의한 골수 유래 대식세포의 분화를 알아보았다. 먼저 초고속 원심분리 법으로 분리한 vesicle의 크기는 129.6 +/- 52.2 nm로 이전에 보고된 엑소좀의 크기와 일치했고 엑소좀의 marker인 CD63, CD9, LAMP-1를 발현하고 있었다. 따라서 분리한 vesicle은 엑소좀과 유사하였으며, 본 연구자가 분리한 엑소좀은 Alix를 발현하지 않으므로 Endosomal Sorting Complex Required for Transport (ESCRT) complex를 이용해 합성되는 엑소좀과는 다른 합성 경로로 합성됨을 확인하였다. 분리한 엑소좀을 골수 유래 대식세포에 처리 시 IL1b의 전사와 분비를 촉진시키는데 Caspase 3, 7, 9를 knock-down시킨 세포에서 엑소좀의 분비는 줄었고 대식세포에서 IL1b의 분비도 줄었다. 엑소좀내 지질이 IL1b의 유도에 관여함을 확인하였는데 특히 생물학적 활성 대사체인 sphingosine-1-phosphate (S1P)에 의해 IL1b가 유도되었을 가능성을 확인하였고 S1P-S1P receptor signaling axis가 케스페이즈 의존성 관련 엑소좀의 분비에 관여함을 증명하였다.

핵심어 : 세포사멸, 엑소좀, 염증, 대식세포, Sphingosine-1-phosphate