The role of FoxO3a on the TGF-β-mediated hepatic fibrogenesis

Abstract

간섬유화는 바이러스, 독성물질에 만성적 노출 시 진행되는 상처 회복 (wound healing) 과정을 통해 간 내부에 콜라겐, 파이브로넥틴으로 구성 된 세포 외 기질 (ECM)의 과도한 증식으로 발병하는 대사질환으로 알려져 있다. 이러한 간섬유화 과정은 간세포 내 비실질세포 중 하나인 간성상세포에서 주요하게 진행된다. 간성상세포는 정상 간에서는 휴지 상태 (quiescent state)로 존재하지만, 만성 간손상 상황에서는 활성 상태 (activation state)로 분화하며 간섬유화 진행에 주요한 역할을 담당한다. 이러한 간성상세포 활성화에 관여하는 주요 사이토카인 (cytokine)으로써 TGF-β가 보고되어 있으며, 하위 신호전달 인자로써 Smad 신호가 알려져 있다. FoxO3a는 세포 내 여러 스트레스에 반응하여 세포 분화, 증식, 수명에 관여하는 전사인자로 알려져 있으나, 현재까지 간섬유화 진행과정 중 간성상세포 활성화에 관한 신호전달 기전에서 FoxO3a의 발현 및 조절기전에 대해 연구되어 있지 않다. 우리는 간섬유화 환자의 조직에서 FoxO3a의 발현량이 증가됨을 관찰하였다. 또한 마우스 간성상세포와 HSC-T6, LX-2 세포주에서도 TGF-β 처리 시 FoxO3a의 발현량이 상향 조절됨을 보였다. TGF-β에 의한 FoxO3a의 발현 증가는 전사적으로 조절되었으며 또한 단백질 안정성에 의해서도 영향을 받았다. 프로테아좀 (proteasome) 억제제인 MG132를 처리 한 결과 FoxO3a의 축적이 관찰되었으나 라이소좀 (lysosome) 억제제인 chloroquine 처리 시 유의한 변화가 없었음을 통하여 FoxO3a가 프로테아좀 의존적으로 분해됨을 확인하였다. FoxO3a가 간성상세포 활성화에 영향을 줄 수 있는지 알아보기 위해, FoxO3a를 세포 내 과발현 한 후 Smad 인산화 및 reporter 유전자를 활용하여 전사적 활성화를 관찰한 결과 Smad의 인산화 및 reporter 활성이 증가하였다. 더 나아가 FoxO3a를 과발현 한 결과, TGF-β에 의해 증가 된 간섬유화 관련 유전자인 PAI-1 발현량이 더욱 증가되었으며 역으로 FoxO3a siRNA를 이용하여 세포 내 FoxO3a 발현량을 감소시킨 결과 TGF-β에 의해 증가 된 PAI-1 발현량이 감소됨을 관찰하였다. 본 연구에서는 TGF-β에 의해 매개되는 간섬유화 발병 과정 중 FoxO3a의 발현 변화 및 역할에 대해 고찰하였다. 상기의 결과로, TGF-β에 의해 유도되는 간성상세포 활성화를 통한 간섬유화 과정의 새로운 치료 표적으로 FoxO3a를 제시한다.