Calcineurin을 억제하는 Cabin-1 유전자의 과발현을 통한 류마티스 관절염에 대한 잠재적인 치료 효과

Abstract

류마티스 관절염은 활액막 내의 염증성 세포와 cytokine의 침적으로 인한 만성적인 염증이 계속 진행되어 연골과 뼈의 파괴 등이 발생하는 특징을 가진 심각한 자가면역질환의 일종이다. Calcineurin은 면역 세포의 활성화를 책임지는 대표적인 세포 내 신호전달 단백질이다. Calcineurin의 억제제로 알려진 Cabin-1을 과발현시키는 유전자 치료를 통해 류마티스 관절염의 새로운 치료법을 시도하게 되었다. 본 연구에서는 EL-4 세포에 calcineurin 저해제인 Cabin-1을 과발현시켜 배양된 세포에서 유전자의 발현정도와 발현의 지속성을 측정하고자 하였다. 또한 형질전환된 류마티스 모델 동물의 간, 림프절, 비장 등의 조직에서 Cabin-1 단백질 발현여부를 조사하고자 하였다. 그 결과 calcineurin이 EL-4 세포에서 발현함을 확인하였으며 calcineurin의 생리학적 억제제인 Cabin-1유전자를 transfection했을 경우 calcineurin phophatase activity가 감소됨을 확인하였다. 또한 Cabin-1의 생체 내 기능을 해석하기 위한 형질전환 생쥐를 생산하였으며 간, 비장, 폐, 말초혈액단핵세포 및 림프절에서 Cabin-1의 발현을 검증하였다. 그러나 Cabin-1 유전자가 T 세포의 발생과 활성에 영향을 끼쳐 심한 면역결핍증상으로 인해 Cabin-1 형질전환 생쥐의 계통을 유지할 수가 없었다. 결론적으로 calcineurin을 억제하는 Cabin-1유전자의 발현 벡터를 구축하였으며 이는 in vivo에서 Cabin-1유전자와 calcineuirn사이의 기작 및 Cabin-1의 기능을 해석하는데 중요한 매개가 될 수 있다. 또한 류마티스 관절염을 포함하여 루푸스, 다발성 경화증, 당뇨병 등과 같은 다양한 면역질환의 발병 원인을 밝혀내고 치료에 응용될 수 있다. Rheumatoid arthritis (RA) is characterized by a tumor-like expansion of the synovium, which is composed of proliferation, infiltrating leukocytes and angiogenesis. Calcineurin is expressed and plays a critical role in inflammatory arthritis. Calcineruin binding protein (Cabin)-l associates with calcineurin, leading to a non-competitive inhibitor of calcineurin activity. We investigated the expression pattern of calcineurin in inflammatory arthritis. The overexpression of Cabin-1 inhibited calcineurin phosphatase activity in in vitro. Moreover, we produced the T cell-specific Cabin-I transgenic mice but they died without transmitting the transgene to offspring. The Cabin-1 transgenic mice have a dominant lymph node expression and a wide tissue distribution. It is postulated that transgenic mice died from the critical effects of the transgene on T cell development or activation. Data suggests that the inhibition of calcineurin by the overexpression of Cabin-1 may be an effective strategy for the suppression of inflammatory arthritis.