마우스 표피세포에서 자외선 A 조사에 의한 cyclooxygenase-2 유도에서 Pin1 활성화의 역할

Abstract

피부노출 태양광의 대부분이 자외선A(UVA, 320–400 nm) 로 알려져 있으며, 피부광노화와 피부암의 가장 주요한 원인이다. 피부세포에서 cyclooxygenase-2 (COX-2)의 과다발현에 따르는 prostanoid 생성은 피부세포의 증식과 사멸 사이의 평형에 영향을 미치며, 이는 발암과정의 촉진인자로 작동한다. Pin1 (peptidyl prolyl isomerase)는 대부분의 종양조직에서 과다발현되며, 이는 발암의 발생 및 진행에서 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 본 연구실에서는 저에너지 준위의 UVA 조사가 마우스 피부조직 및 JB6 Cl41 표피세포에서 Pin1의 발현을 증가시킨다는 사실을 규명한 바 있다. 본 학위논문에서는 JB6 Cl41 세포에 UVA 조사시 COX-2의 발현이 영향 받는 지를 평가하였고, 이 과정에서 Pin1 활성화가 관여하는 지를 평가하였다. UVA 조사시 COX-2 단백질 발현양과 촤종 산물인 prostaglandin E2 생성이 조사양 의존적으로 증가하였다. COX-2 발현 증가는 UVA 노출시 3시간 만에 증가하였으며, 이는 Pin1 억제시 유의성있게 억제되었다. UVA 노출에 의한 COX-2 유전자 전사는 다양한 전사인자 활성화에 의하여 매개된다. 즉, nuclear factor-κB (NF-κB), cAMP response element binding protein (CREB), CCAAT-enhancer-binding protein α, β (C/EBPα 와 C/EBPβ) 및 c-Jun/activator protein-1 (AP-1) 전사인자 활성화가 UVA 조사시 관찰되었다. 더 나아가, Pin1 과다발현 JB6 C141 세포의 경우, COX-2의 기초발현양이 현저하게 증가하였으며, NF-κB, CREB, C/EBP 및 AP-1의 활성화가 관찰되었다. 또한, UVA를 미리 JB6 Cl41 세포에 노출시켰을 경우, 암세포 형질변화의 지표인 epidermal growth factor (EGF)-유도성 군집 형성 (colony formation) 이 증가하였으며, 이는 COX-2 차단제인 meloxicam 처치에 의하여 유의성있게 억제되었다. 이상의 결과는 UVA 노출시 Pin1 활성화가 COX-2 발현 증가를 일으키며, 이는 표피세포의 암세포 형질변화를와 관련이 있음을 시사한다.|Ultraviolet (UV) A (320–400 nm), which constitutes more than 90% of UV radiation in the sunlight that reaches the earth’s surface, is considered a major cause of human skin photo-aging and skin cancer. Cyclooxygenase-2 overexpression and subsequent prostanoids formation in skin tissue disturbs the equilibrium between proliferation and apoptosis required for normal maintenance of organ homeostasis, thereby promoting tumorigenesis. Pin1, a peptidyl prolyl isomerase, is overexpressed in most types of cancer tissues and plays an important role in oncogenesis. In previous study, we demonstrated that Pin1 expression was enhanced by low energy UVA irradiation in both skin tissues of hairless mice and JB6 Cl41 epidermal cells. Here, we studied whether UVA exposure to JB6 Cl41 cells affects the expression of COX-2 and possible involvement of Pin1 activation. UVA increased COX-2 protein expression and prostaglandin E2 production in an energy-dependent manner. The elevation of COX-2 levels was observed as early as 3 hours post-irradiation. Pin1 inhibition significantly blocked UVA-stimulated COX-2 expression. The increased COX-2 gene transcription in response to UVA was preceded by activation of several transcription factors, nuclear factor-κB (NF-κB), cAMP response element binding protein (CREB), CCAAT-enhancer-binding protein α and β (C/EBPα and C/EBPβ) and c-Jun/activator protein-1 (AP-1). Moreover, JB6 C141 cells overexpressing Pin1 increased basal expression of COX-2 and the activities of NF-κB, CREB, C/EBP and AP-1. Finally, we found that pre-exposure of JB6 Cl41 cells to UVA potentiated epidermal growth factor-induced anchorage-independent growth, and this effect was significantly suppressed by COX-2 and Pin1 inhibition. These results suggest that Pin1-mediated COX-2 induction by UVA exposure is associated with malignant transformation of epidermal cells.

Keywords: COX-2, Pin1, UVA, PGE2, skin cancer, JB6 epidermal cells.