Effects of TCDD on the expression of Matrix Metalloproteinase-2 and 9

Abstract

2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin (TCDD)는 대표적인 내분비계 장애물질로 인체에 발암작용 및 생식과 발육장애, 면역체계와 호르몬 등에 심각한 영향을 주는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 이러한 내분비계 장애물질의 암 전이에 대한 영향을 조사하기 위하여 human fibrosarcoma 세포인 HT-1080에 TCDD를 사용하였다. HT-1080 세포에 TCDD를 처리하여 RT-PCR, zymography, western blotting을 수행하여 암 전이에 관여하는 MMP-2와 MMP-9의 유전자 발현과 효소 활성도 및 단백질 발현이 증가됨을 확인하였다. MMP-2와 MMP-9의 luciferase reporter assay를 수행한 결과 MMP-2와 MMP-9의 promoter 활성도가 TCDD의 농도에 의존적으로 증가하였으며, MMP-9 promoter의 point mutated luciferase assay를 수행하여 확인한 결과 TCDD에 의한 MMP-9의 발현의 증가는 Ets 전사 조절인자가 관여함을 알 수 있었다. 또한 Ets EMSA, chip assay, siRNA transfection을 이용하여 TCDD에 의해 증가되는 MMP-9의 발현도 Ets에 의해 매개됨을 확인하였다. 마지막으로 TCDD에 의한 HT-1080 세포의 이동능과 침윤을 확인한 결과 TCDD에 의해 암 세포의 이동능 및 침윤이 증가하였다. 따라서 TCDD에 의한 암 전이에 관여하는 MMP-2와 MMP-9의 발현과 효소 활성, 암 세포의 이동능 및 침윤이 증가하므로, TCDD에 의해 암 전이가 촉진될 수 있을 것으로 사료되며, 본 연구를 통하여 내분비계 장애물질 중 TCDD에 의한 암세포의 전이에 대한 작용을 규명하였으며, 이는 발암 관련 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.|2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin (TCDD) is one of the most toxic compounds in the endocrine disruptors. Exposure to the TCDD results in many pathogenic cases involved in carcinogenesis, immunotoxicity, reproductive and developmental toxicity. In this study, the effects of TCDD on the expression of metalloproteinase (MMP)-2 and MMP-9 which involved in tumor metastasis and invasion were investigated in human fibrosarcoma HT-1080 cells. TCDD induced the matrix MMP-2, MMP-9, membrane-type 1 matrix metalloproteinase (MT1-MMP), and E26 transformation specific (Ets) mRNA expression. TCDD also induced the protein expressions and activities of MMP-2 and MMP-9. Promoter analysis showed that TCDD increased levels of MMP-2 and MMP-9 mRNA. MMP-9 promoter region contains NF-kB, AP-1 and Ets transcription factor. TCDD increased level of MMP-9 mRNA through Ets but not NF-kB and AP-1. Treatment of the cells with TCDD induced the Ets protein expression and the DNA binding activity of Ets complex. Ets siRNA decreased the MMP-2, MMP-9 and Ets expression. TCDD enhanced migration and invasion of HT-1080 cells. These results demonstrate that TCDD can inducement of tumor metastasis and invasion through up-regulation of MMP-2 and MMP-9.