슈반세포(Schwann cells, SCs)는 축삭을 지지하고, 수초를 형성하며, 말초신경계(PNS)에서 손상 후 탈수초화(remyelination)를 통해 수리(회복)를 촉진하는 데 필요하다. 슈반세포의 분화, 수초화(myelination), 재수초화(remyelination) 과정은 Sox10, Oct6/Pou3f1, Krox20/Egr2, Nab1/2, YY1, COUP-TFII/NR2F2, YAP/TAZ-TEAD1, c-Jun, Sox2, Zeb2, Etv1/Er81을 포함한 복잡한 전사인자 및 코레귤레이터(coregulators) 네트워크에 의해 엄격하게 조절된다. 이러한 인자들은 SC의 수초화와 수리에서 Mpz 및 Mbp 같은 필수 표적 유전자의 발현을 조절할 수 있다. 이 네트워크 내에서의 유전적 돌연변이 또는 조절 이상은 샤르코-마리-투스병(Charcot-Marie-Tooth disease)과 같은 말초신경병증을 초래할 수 있다. 그러나 슈반세포의 분화, 수초화 및 재수초화에 관여하는 전사 조절 네트워크는 아직 완전히 규명되지 않았다. 따라서 본 종설은 슈반세포의 분화, 수초화, 재수초화 과정을 간략히 소개하고, 신경 손상 후 이들의 재수초화와 더불어 슈반세포의 분화 및 수초화에서 각 전사인자 및 코레귤레이터의 역할과 분자적 기전을 탐색한다. 또한 특정 유전자 돌연변이 및 전사인자·코레귤레이터의 변이에 의해 SC 생물학에 영향을 주는 말초신경병증과 관련된 임상적 함의도 함께 논의한다.

닭 난자난원형단백질 업스트림 프로모터-전사인자 II (COUP‑TFII, Chicken ovalbumin upstream promoter‑transcription factor II), 핵수용체 소집단 2 F 구성원 2로도 알려진 COUP‑TFII는 여러 생물학적 과정을 조절하는 고아 핵수용체(orfan nuclear receptor)이다. 여기에는 발생, 혈관형성(angiogenesis), 대사, 조직 항상성(tissue homeostasis)이 포함된다. 구조적으로 COUP‑TFII는 DNA 결합 도메인과 리간드 결합 도메인을 포함하여 다양한 신호전달 경로들과의 상호작용을 가능하게 하며, 그 결과 다양한 생물학적 효과를 나타낸다. COUP‑TFII의 발현 또는 전사 활성의 변화는 심혈관질환(CVDs) 및 결장직장암(colorectal cancer; CRC)과 같은 여러 유형의 암을 포함하여 다양한 질병과 연관되어 있다. 심혈관질환의 맥락에서 COUP‑TFII는 혈관계의 발달과 기능에 있어 핵심적인 역할을 한다. COUP‑TFII의 조절 이상은 비정상적인 혈관형성과 혈관 리모델링을 유발하여 다양한 CVD의 병인에 기여한다. CRC에서 COUP‑TFII는 세포의 맥락에 따라 종양억제인자 또는 종양촉진인자 역할을 모두 수행한다. 본 종설은 COUP‑TFII의 구조와 조절 기전, CVD와 CRC에서의 기능 및 분자적 기전을 고찰하고, 이러한 질환들을 연결하는 역할로서의 새롭게 부상하는 양상을 탐구함으로써 잠재적 치료와 향후 연구 방향에 대한 통찰을 제공한다.

슈반세포(Schwann cells, SCs)는 말초신경계(PNS)의 도약성 신경전도를 위한 수초를 생성하는 것으로 알려져 있다. 슈반세포의 분화 및 수초화 과정은 Sox10, Oct6/Pou3f1, Krox20/Egr2를 포함한 여러 전사인자에 의해 조절된다. 닭 난알부민 상류 프로모터-전사인자 II(chicken ovalbumin upstream promoter-transcription factor II, COUP-TFII/NR2F2)는 발달과 분화에 관여하는 고아 수용체(또는 orphan receptor)이다. 그러나 슈반세포 분화의 전사 조절 네트워크에서 COUP-TFII의 역할은 아직 충분히 규명되지 않았다. 따라서 본 연구의 목적은 cAMP에 의해 유도된 슈반세포 분화 과정에서 COUP-TFII의 역할과 분자적 위계 구조를 규명하는 것이었다. 그 결과, dibutyryl-cAMP(db-cAMP)는 슈반세포 분화와 관련된 것으로 알려진 Oct6, Krox20 및 수초 관련 유전자들의 발현과 함께 COUP-TFII의 발현 수준을 증가시켰다. 기전 연구에서는 COUP-TFII가 db-cAMP에 의해 유도된 슈반세포 분화 동안 Hsp90/ErbB2/Gab1/ERK-AKT 경로의 하위(downstream)에서 작용함을 보였다. 또한 COUP-TFII는 크로마틴 면역침전(chromatin immunoprecipitation) 분석 및 프로모터 활성 분석을 통해 Krox20-MSE8에 직접 결합함으로써 Krox20의 발현을 유도한다는 사실을 확인하였다. 이에 부합하게, 초기 출생 후 수초화 기간 동안 sciatic nerves에서 Oct6, Krox20 및 수초 관련 유전자의 상향조절(up-regulation)에 앞서 COUP-TFII의 발현이 증가함을 관찰하였다. 마지막으로, 슈반세포에서 COUP-TFII siRNA 또는 AAV-COUP-TFII shRNA를 통한 COUP-TFII의 발현 억제는 각각 db-cAMP에 의해 유도된 슈반세포 분화와 체외에서의 감각 축삭(sensory axons) 수초화를 억제하였다. 종합하면, 본 연구 결과는 COUP-TFII가 슈반세포에서 Krox20을 유도함으로써 출생 후 수초화에 관여할 가능성을 시사한다. 본 결과는 슈반세포 분화와 수초화에서의 전사 조절 기전에 대한 새로운 통찰을 제공한다.

-catenin 경로 억제제이며, 여러 암에서 그 상향조절이 보고되었다. 그러나 사람의 대장직장암(CRC)에서 LARS와 DKK4의 임상적 의의는 아직 명확히 규정되지 않았다. 우리는 642명의 원발성 CRC 환자로부터 얻은 조직 마이크로어레이에서 면역조직화학적 염색을 통해 LARS와 DKK4의 발현을 조사하고, 이들 발현과 CRC 환자의 임상병리학적 특성 사이의 연관성을 분석하였다. LARS와 DKK4의 발현은 성별, 수술 당시 연령, 조직학적 등급, 크기, 종양 위치, 종양 침윤, 또는 전이와는 관련이 없었으나, LARS의 발현은 TNM 병기, N 병기, 및 림프절 전이와 유의하게 상관되었다. DKK4의 발현은 TNM 병기와 N 병기에 대해 역상관 관계를 보였다. 생존분석 결과, LARS 고발현군의 전체생존기간(OS) 및 무병생존기간(DFS)은 LARS 저발현군과 차이가 없었다. 반면 DKK4 고발현군의 OS 및 DFS는 DKK4 저발현군에 비해 유의하게 높았다. 또한 LARS 고발현/DKK4 저발현의 조합 군에서의 OS 및 DFS는 LARS 고발현/DKK4 고발현군에 비해 유의하게 낮았다. DKK4의 단독 저발현은 CRC 환자에서 재발의 예측 인자로 사용될 수 있다. 더 나아가 LARS가 고발현인 경우 DKK4 저발현은 CRC 환자에서 불량 예후 인자로 활용될 수 있다. 따라서 본 연구의 결과는 진단 시 DKK4 단독 또는 LARS와의 조합이 CRC의 유용한 예후 인자가 될 수 있음을 시사한다.

슈반세포(Schwann cells, SCs)는 축삭을 지지하고, 수초를 형성하며, 말초신경계(PNS)에서 손상 후 탈수초화(remyelination)를 통해 수리(회복)를 촉진하는 데 필요하다. 슈반세포의 분화, 수초화(myelination), 재수초화(remyelination) 과정은 Sox10, Oct6/Pou3f1, Krox20/Egr2, Nab1/2, YY1, COUP-TFII/NR2F2, YAP/TAZ-TEAD1, c-Jun, Sox2, Zeb2, Etv1/Er81을 포함한 복잡한 전사인자 및 코레귤레이터(coregulators) 네트워크에 의해 엄격하게 조절된다. 이러한 인자들은 SC의 수초화와 수리에서 Mpz 및 Mbp 같은 필수 표적 유전자의 발현을 조절할 수 있다. 이 네트워크 내에서의 유전적 돌연변이 또는 조절 이상은 샤르코-마리-투스병(Charcot-Marie-Tooth disease)과 같은 말초신경병증을 초래할 수 있다. 그러나 슈반세포의 분화, 수초화 및 재수초화에 관여하는 전사 조절 네트워크는 아직 완전히 규명되지 않았다. 따라서 본 종설은 슈반세포의 분화, 수초화, 재수초화 과정을 간략히 소개하고, 신경 손상 후 이들의 재수초화와 더불어 슈반세포의 분화 및 수초화에서 각 전사인자 및 코레귤레이터의 역할과 분자적 기전을 탐색한다. 또한 특정 유전자 돌연변이 및 전사인자·코레귤레이터의 변이에 의해 SC 생물학에 영향을 주는 말초신경병증과 관련된 임상적 함의도 함께 논의한다.

닭 난자난원형단백질 업스트림 프로모터-전사인자 II (COUP‑TFII, Chicken ovalbumin upstream promoter‑transcription factor II), 핵수용체 소집단 2 F 구성원 2로도 알려진 COUP‑TFII는 여러 생물학적 과정을 조절하는 고아 핵수용체(orfan nuclear receptor)이다. 여기에는 발생, 혈관형성(angiogenesis), 대사, 조직 항상성(tissue homeostasis)이 포함된다. 구조적으로 COUP‑TFII는 DNA 결합 도메인과 리간드 결합 도메인을 포함하여 다양한 신호전달 경로들과의 상호작용을 가능하게 하며, 그 결과 다양한 생물학적 효과를 나타낸다. COUP‑TFII의 발현 또는 전사 활성의 변화는 심혈관질환(CVDs) 및 결장직장암(colorectal cancer; CRC)과 같은 여러 유형의 암을 포함하여 다양한 질병과 연관되어 있다. 심혈관질환의 맥락에서 COUP‑TFII는 혈관계의 발달과 기능에 있어 핵심적인 역할을 한다. COUP‑TFII의 조절 이상은 비정상적인 혈관형성과 혈관 리모델링을 유발하여 다양한 CVD의 병인에 기여한다. CRC에서 COUP‑TFII는 세포의 맥락에 따라 종양억제인자 또는 종양촉진인자 역할을 모두 수행한다. 본 종설은 COUP‑TFII의 구조와 조절 기전, CVD와 CRC에서의 기능 및 분자적 기전을 고찰하고, 이러한 질환들을 연결하는 역할로서의 새롭게 부상하는 양상을 탐구함으로써 잠재적 치료와 향후 연구 방향에 대한 통찰을 제공한다.

슈반세포(Schwann cells, SCs)는 말초신경계(PNS)의 도약성 신경전도를 위한 수초를 생성하는 것으로 알려져 있다. 슈반세포의 분화 및 수초화 과정은 Sox10, Oct6/Pou3f1, Krox20/Egr2를 포함한 여러 전사인자에 의해 조절된다. 닭 난알부민 상류 프로모터-전사인자 II(chicken ovalbumin upstream promoter-transcription factor II, COUP-TFII/NR2F2)는 발달과 분화에 관여하는 고아 수용체(또는 orphan receptor)이다. 그러나 슈반세포 분화의 전사 조절 네트워크에서 COUP-TFII의 역할은 아직 충분히 규명되지 않았다. 따라서 본 연구의 목적은 cAMP에 의해 유도된 슈반세포 분화 과정에서 COUP-TFII의 역할과 분자적 위계 구조를 규명하는 것이었다. 그 결과, dibutyryl-cAMP(db-cAMP)는 슈반세포 분화와 관련된 것으로 알려진 Oct6, Krox20 및 수초 관련 유전자들의 발현과 함께 COUP-TFII의 발현 수준을 증가시켰다. 기전 연구에서는 COUP-TFII가 db-cAMP에 의해 유도된 슈반세포 분화 동안 Hsp90/ErbB2/Gab1/ERK-AKT 경로의 하위(downstream)에서 작용함을 보였다. 또한 COUP-TFII는 크로마틴 면역침전(chromatin immunoprecipitation) 분석 및 프로모터 활성 분석을 통해 Krox20-MSE8에 직접 결합함으로써 Krox20의 발현을 유도한다는 사실을 확인하였다. 이에 부합하게, 초기 출생 후 수초화 기간 동안 sciatic nerves에서 Oct6, Krox20 및 수초 관련 유전자의 상향조절(up-regulation)에 앞서 COUP-TFII의 발현이 증가함을 관찰하였다. 마지막으로, 슈반세포에서 COUP-TFII siRNA 또는 AAV-COUP-TFII shRNA를 통한 COUP-TFII의 발현 억제는 각각 db-cAMP에 의해 유도된 슈반세포 분화와 체외에서의 감각 축삭(sensory axons) 수초화를 억제하였다. 종합하면, 본 연구 결과는 COUP-TFII가 슈반세포에서 Krox20을 유도함으로써 출생 후 수초화에 관여할 가능성을 시사한다. 본 결과는 슈반세포 분화와 수초화에서의 전사 조절 기전에 대한 새로운 통찰을 제공한다.

-catenin 경로 억제제이며, 여러 암에서 그 상향조절이 보고되었다. 그러나 사람의 대장직장암(CRC)에서 LARS와 DKK4의 임상적 의의는 아직 명확히 규정되지 않았다. 우리는 642명의 원발성 CRC 환자로부터 얻은 조직 마이크로어레이에서 면역조직화학적 염색을 통해 LARS와 DKK4의 발현을 조사하고, 이들 발현과 CRC 환자의 임상병리학적 특성 사이의 연관성을 분석하였다. LARS와 DKK4의 발현은 성별, 수술 당시 연령, 조직학적 등급, 크기, 종양 위치, 종양 침윤, 또는 전이와는 관련이 없었으나, LARS의 발현은 TNM 병기, N 병기, 및 림프절 전이와 유의하게 상관되었다. DKK4의 발현은 TNM 병기와 N 병기에 대해 역상관 관계를 보였다. 생존분석 결과, LARS 고발현군의 전체생존기간(OS) 및 무병생존기간(DFS)은 LARS 저발현군과 차이가 없었다. 반면 DKK4 고발현군의 OS 및 DFS는 DKK4 저발현군에 비해 유의하게 높았다. 또한 LARS 고발현/DKK4 저발현의 조합 군에서의 OS 및 DFS는 LARS 고발현/DKK4 고발현군에 비해 유의하게 낮았다. DKK4의 단독 저발현은 CRC 환자에서 재발의 예측 인자로 사용될 수 있다. 더 나아가 LARS가 고발현인 경우 DKK4 저발현은 CRC 환자에서 불량 예후 인자로 활용될 수 있다. 따라서 본 연구의 결과는 진단 시 DKK4 단독 또는 LARS와의 조합이 CRC의 유용한 예후 인자가 될 수 있음을 시사한다.

DEG(차별적으로 발현되는 유전자, differentially expressed genes) 스크리닝을 PGC-1α를 발현하는 안정화된 HEK293 세포주(즉, PGC-1α-HEK293)를 사용하여 수행하였다. 그 결과, 류신 tRNA 합성효소 1(leucyl-tRNA synthetase 1, LARS1)이 상향 조절되었다. 웨스턴 블롯 분석에서는 LARS1이 PGC-1α를 과발현한 SW480 세포에서는 증가한 반면, PGC-1α shRNA를 도입하여 발현을 억제한 SW620 세포에서는 감소함이 확인되었다. 여러 연구에서 LARS1이 항암제의 잠재적 표적이 될 수 있다고 제시되어 왔다. 그러나 인체 대장암 세포에서 PGC-1α와 LARS1의 분자 네트워크는 아직 불명확하다. LARS1의 과발현은 세포 증식, 이동 및 침윤을 증가시킨 반면, LARS1의 억제(knockdown)는 이를 감소시켰다. 또한, cyclin D1, c-Myc 및 vimentin의 발현 수준이 LARS1 발현에 의해 조절되는 것을 관찰하였다. 우리는 PGC-1α가 세포 증식과 침윤에 미치는 영향이 LARS1에 의해 매개되는지 여부를 조사하고자 하였다. 그 결과, PGC-1α는 LARS1 발현을 조절함으로써 세포 증식과 침윤을 조절할 수 있을 가능성이 있음을 보여주었다. 이러한 결과는 PGC-1α를 과발현하는 대장암에서 LARS1 억제제가 항암제로 사용될 수 있음을 시사한다. 향후에는 PGC-1α가 LARS1 발현을 조절하는 상세한 분자 기전을 규명하기 위한 추가 연구가 필요하다.

PDF 파일 - 1.8MB, GSH는 STC로 유도된 중성 SMase 활성화를 억제하지만, 사람 백혈병 및 대장암 세포에서 STC에 의한 Fas 및 산성 SMase의 활성화는 억제하지 않는다. (A) HL-60 세포를 GSH 유무 하에 STC(0.3 μM)로 2시간 처리하였다. 투과화(permeabilization) 후, 각각 PE-anti-acid SMase, PE-anti-neutral SMase 또는 PE-anti-Fas 및 FITC-anti-ceramide 항체로 염색하였다. (B) K562 세포를 GSH 유무 하에 STC(0.5 μM)로 2시간 처리하였다. 투과화 후, 각각 PE-anti-neutral SMase, PE-anti-acid SMase 또는 PE-anti-Fas 및 FITC-anti-ceramide 항체로 염색하였다. (C) SNU-C4 세포를 GSH 유무 하에 STC로 24시간 처리하였다. 투과화 후, 각각 PE-anti-neutral SMase, PE-anti-acid SMase 또는 PE-anti-Fas 및 FITC-anti-ceramide 항체로 염색하였다. (D) 아울러, GSH 유무 하에 STC로 6시간 처리한 HL-60 및 K562 세포의 전체 용해물(whole lysates)을 준비하고, 상기와 같이 Western blot으로 분석하였다. 각 경우에 단백질 30 μg을 SDS-PAGE로 분리한 후, 해당 항체로 블롯을 프로빙하였다. 이후 블롯을 스트립(strip)한 다음 동일한 로딩 및 전이를 확인하기 위해 beta-actin을 표적으로 하는 항체로 재프로빙하였다.

PDF 파일 - 2MB, STC로 HL-60 및 인간 원발성 백혈병 세포를 처리하면 Fas, 산성 SMase 및 중성 SMase의 활성화를 통해 세라마이드가 생성된다. (A) HL-60 세포를 STC(0.3 μM)로 2시간 처리한 후 고정하였다. 투과화 후, 시료를 PI와 FITC-anti-ceramide 항체로 염색하였다. 공초점 현미경 분석 결과 STC가 세라마이드의 축적을 유도함이 나타났다. 결과는 5번의 실험을 대표한다. TNFalpha는 양성 대조군으로 사용하였다. (B, C, 및 D) 인간 원발성 백혈병 세포(1 ~ 105 cells/well)를 STC와 함께 6시간 동안 배양하였다. 처리 후 세포를 고정하고 투과화하였다. 이어서 시료를 FITC-ant-ceramide 및 (B) PE-anti-acid SMase 또는 (C) PE-anti-neutral SMase 또는 (D) PE-anti-Fas 항체로 염색하였다. 상단 패널은 B에서와 같이 처리한 인간 원발성 백혈병 세포의 저배율 이미지를 보여준다. 하단 패널은 B에서와 같이 처리한 인간 원발성 백혈병 세포의 고배율 이미지를 보여준다.

PDF 파일 - 2.3MB, STC로 대장암 세포를 처리하면 산성 SMase 및 중성 SMase의 활성화를 통해 세라마이드가 생성된다. (A 및 B) CT-26 세포(1 × 10^5 세포/웰)를 24시간 동안 STC를 desipramine 또는 GW4869 유무 하에 처리하여 배양하였다. 처리 후 세포를 고정하고 투과화하였다. 이어서 시료에 FITC-anti-ceramide와 (A) PE-anti-acid SMase 또는 (B) PE-anti-neutral SMase 항체로 염색하였다. 좌측 패널은 A와 같이 처리한 CT-26 세포의 저배율 이미지를, 우측 패널은 A와 같이 처리한 CT-26 세포의 고배율 이미지를 보여준다. (C 및 D) SNU-C4 세포(1 × 10^5 세포/웰)를 24시간 동안 STC를 desipramine 또는 GW4869 유무 하에 처리하여 배양하였다. 처리 후 세포를 고정하고 투과화하였다. 이어서 시료에 FITC-anti-ceramide와 (C) PE-anti-acid SMase 또는 (D) PE-anti-neutral SMase 항체로 염색하였다. 좌측 패널은 C와 같이 처리한 SNU-C4 세포의 저배율 이미지를, 우측 패널은 C와 같이 처리한 SNU-C4 세포의 고배율 이미지를 보여준다.

PDF 파일 - 2.3MB, STC에 의한 산성 및 중성 SMase의 활성화는 Fas 및 caspase-8의 활성화와 무관하다. (A) HL-60 및 K562 세포를 각각 desipramine 또는 GW4869의 유무 하에 STC(각각 0.3 μM 또는 0.5 μM)와 함께 2시간 동안 배양한 후 고정하였다. 투과화(permeabilization) 후, 시료를 재료 및 방법에 기재된 바와 같이 PE-anti-Fas 및 FITC-anti-ceramide 항체로 염색하였다. 그림은 5개의 독립적인 실험 결과를 대표한다. 좌측 패널은 A와 동일하게 처리한 HL-60 세포의 고배율 확대상을 보여준다. 우측 패널은 A와 동일하게 처리한 K562 세포의 고배율 확대상을 보여준다. (B) 병행하여, desipramine 또는 GW4869의 유무 하에서 STC로 6시간 처리한 HL-60 및 K562 세포의 전체 용해물을 준비하고, 재료 및 방법에 기재된 바와 같이 Western blot으로 분석하였다. 각 경우에서 단백질 30 μg을 SDS-PAGE로 분리한 후, 해당 항체로 blot을 프로빙하였다. 이후 blot을 스트리핑(stripped)하고, 등량의 로딩과 전이를 보장하기 위해 beta-actin에 대한 항체로 재프로빙하였다. (C) HL-60 및 K562 세포를 48시간 동안 전기천공(electroporation)으로 무처리(none, shock), 비특이적 대조군(NC) siRNA, 산성 SMase(ASM)용 siRNA, 또는 중성 SMase(NSM)용 siRNA를 각각 일시적으로 형질도입하였다. 배양 배지를 교체한 뒤, 세포에 대해 STC(각각 0.3 μM 또는 0.5 μM)를 처리하거나 처리하지 않고 6시간 동안 처리하였다. 단백질 용해물을 준비하고, 재료 및 방법에 기재된 바와 같이 해당 항체를 사용하여 Western blot 분석을 수행하였다. 동일한 단백질 로딩은 beta-actin 발현의 균일성을 확인함으로써 보장하였다. blot은 5개의 독립적인 실험 결과를 대표한다.