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| Adrenergic stimulation에 의한 심장비대증 모델에서 Class I Histone Deacetylase의 역할 |
| 전남대학교 의과대학 유전자제어 의과학 연구센터¹ , 전남대학교 병원 순환기내과² , 광주광역시, 501-746 |
| 엄광현¹, 기해진¹ , 정진영¹ , 박혜영¹ , 정성지¹ , 김용숙² , 안영근² , 정명호² , 백영홍¹, 김경근¹ , 국현¹ |
심장비대증을 유발하는 유전자 및 이를 억제하는 유전자의 전사조절 기전은 복잡하며 잘 알려져 있지 않다. 특정 유전자의 promoter 부위에 해당하는 DNA가 감싸고 있는 histone단백질은 posttranslation modification되며 이를 통해 전사를 조절하는 것은 전사인자조절의 가장 기초적이며 중요한 핵심요소이다. Histone 단백질에서 아세틸기를 제거하여 전사를 억제하는 histone deacetylase (HDAC)은 세가지 class가 있는데 이중 class II HDAC이 주로 근세포에 많이 발현되므로 심장비대증에서 class II HDAC의 역할에 대해 많은 연구가 진행되어 왔으나 class I에 의한 심장비대증 유발 유전자발현조절에 대한 연구는 전혀 없다. 그러므로 본 연구에서는 몇 가지 다른 심장비대증 모델에서 class I HDAC의 역할을 연구하고자 하였다.
SAGE database 및 면역화학염색을 이용하여 class I HDAC의 분포를 조사하였다. 흰쥐태아심장에서 심근세포를 Percoll gradient법으로 분리하여 초대배양하고 angiotensin, phenylephrine (PE)등을 처리하여 심장비대유사조건을 유도하였고 이를 이용하여 면역화학염색을 시행하였다. in vivo model로서 흰쥐 상행흉부대동맥을 결찰하고 3주간 방치하여 압력유발성 심장비대증을 유발하거나 생쥐의 양 견갑골 사이에 Alzet osmotic pump를 implant하여 isoproterenol (ISP)을 2주간 주입하여 약물유발 심장비대를 유발하였고 echocardiogram과 심장무게 측정으로 심장비대를 확인하였다. 일부 생쥐에서는 trichostatin A (TSA)를 복강내 주입하였다. Class I HDAC인 HDAC2의 Ser/Thr 등의 주요 인산화부위를 PhosphoBase로 예측하고 site-directed mutagenesis kit를 이용하여 alanine으로 치환하여 세포내 localization 또는 in vitro kinase assay를 시행하였다. ISP장기 투여는 약 30%의 심장비대를 유발하였고 이는 TSA처리로 완전히 차단되었으나 압력유발성 심장비대 모델에서는 차단되지 않았다. 면역화학염색 결과 태생기에서 HDAC2는 심장에 가장 강하게 발현되었다. Adenylate cyclase활성제인 forskolin투여는 심근세포내 내재성 HDAC2의 localization을 세포핵에서 세포질로 이동시켰고 이러한 효과는 isoproterenol유발 심장비대증 동물모델에서도 관찰되었다. GST-HDAC2 fusion protein을 이용한 in vitro kinase assay결과 심장비대유발 심장에서 얻은 lysate는 HDAC2를 인산화시켰다. 한편 인산화부위를 alanine으로 치환시킨 mutant HDAC2는 이러한 shuttling이 관찰되지 않았다.
이상의 성적으로부터 adrenergic stimulation을 통한 심장비대성 자극은 class I HDAC인HDAC2의 인산화와 이와 동반된 세포내 HDAC의 재배치를 통하여 일어남을 알 수 있었다.
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