위 점막세포에서 curcumin에 의한 15-Hydroxyprostaglandin dehydrogenase 발현 유도

Abstract

강황의 주원료인 curcumin은 다양한 세포주, 동물 실험 그리고 임상 연구 결과를 통해 대표적인 화학적 암예방제로 알려져 있다. 15-Prostaglandin dehydrogenase (15-PGDH)는 암화과정에 중요한 역할을 하는 prostaglind E2 (PGE2) 를 15-keto-PGE₂로의 전환을 촉진함으로써 PGE₂불활성화 시킨다. 최근 보고된 많은 연구 결과에 따르면, 정상조직에서 15-PGDH 높은 발현이 관찰된 반면 대장암, 위암, 폐암, 췌장암, 갑상선 암, 유방암 등에서 발현이 억제되고, 유전적으로 15-PGDH 결여시킨 마우스에서 종양형성이 두드러지게 증가하고, 15-PGDH를 과발현시 세포사멸, 전이 및 침윤 억제를 통해 발암과정을 저해한다고 보고되었다. 즉 새로운 종양억제 유전자로서 15-PGDH의 역할이 제시되고 있다. 그러나 아직까지 15-PGDH의 발현이 어떻게 조절되는지에 대한 기전연구는 미비한 실정이다. 커큐민의 암예방 효능이 15-PGDH 발현증가와 관련있다는 연구결과는 전무하다. 따라서 본 연구에서는 랫드의 위점막 상피세포에서 커큐민에 의해 15-PGDH의 발현이 유도되는지 확인하고, 이의 작용기전을 살펴보고자 하였다. 먼저 랫드의 위 점막세포인 RGM-1 세포에서 독성이 없는 농도를 알아보기 위해 MTT assay를 수행하였다. 결과 10 µM 농도 처리 시 세포독성이 없음을 확인하고 이후 모든 실험을 10 µM농도에서 진행하였다. 커큐민이 15-PGDH의 발현을 유도하는지 알아보기 위해서 다양한 농도의 커큐민을 RGM-1 세포에 처리 후 시간별로 15-PGDH 단백질 발현과 RNA 발현 변화를 살펴보았다. 결과 커큐민 10 µM에서, 6시간 처리했을 때 15-PGDH의 발현이 최대로 유도되었다. 다음으로, 커큐민이 15-PGDH의 transcriptional activity를 유도하는지 15-PGDH promoter deletion mutant plasmid를 RGM-1 세포에 transfection 한 후 luciferase activity를 측정하였다. 결과 커큐민은 15-PGDH 프로모터에 존재하는 CREB와 AP-1의 전사인자 활성화를 유도하였다. 15-PGDH 발현 변화에 mitogen-activated protein kinases (ERK1/2, JNK1/2, p38 MAPKs)이 관여하는지 알아보기 위해 이들 발현 및 인산화 정도를 western blot analysis를 통해 확인하였다. 결과 커큐민 처리에 의해 ERK1/2, JNK1/2의 인산화가 유도되었으나, 이들 MAPKs의 약물학적 억제제에 의해서는 저해되기 보다 오히려 15-PGDH의 발현을 유도함을 확인하였다. 그리고 이들 MAPKs의 억제제들 단독 처리에 의해 15-PGDH의 발현이 증가됨을 확인하였다. 커큐민의 α,ß-unsaturated carbonyl group이 커큐민의 생리활성을 나타나는데 중요하다 알려져 있다. 커큐민의 α,ß-unsaturated carbonyl group 중 이중 결합이 제거된 테트라하이드로커규민(THC)을 RGM-1 세포에 처리한 결과 THC는 15-PGDH 발현을 유도하지 못하였다. 본 결과 커큐민의 α,ß-unsaturated carbonyl group이 15-PGDH 발현에 중요한 역할을 함을 시사한다.