Protein kinase C에 의한 Dlx5의 전사 활성 조절 기전에 관한 연구

Abstract

BMP2 (bone morphogenetic protein 2) 신호전달 체계는 조골세포 분화 과정에서 중요한 신호전달 과정으로, Dlx5 (distal-less homeodomain-5)는 이 과정에서 핵심적인 전사인자이다. BMP2 신호전달 과정에서 Dlx5의 전사가 Smad1/5의 특이적 인산화를 통해 조절되는 것에 대해 알려져 있다. Dlx5는 번역 후 조절에 의해서도 그 활성이 조절된다. Dlx5의 인산화를 통해 활성을 조절하는 인산화효소로 p38 (p38 mitogen-activated protein kinase), CaMKII (Ca2+/calmodulin-dependent protein kinases II), PKA (protein kinase A), Akt (protein kinase B) 등이 보고되었다. 세포에는 수없이 많은 인산화효소가 존재한다. Dlx5의 번역 후 조절에는 밝혀진 것들 이외에 다른 인산화효소가 관여하고 있을 가능성이 있다. PKC와 Dlx5는 모두 조골세포 분화과정에서 중요한 역할을 하지만 PKC와 Dlx5의 상호작용에 대해서는 보고된 바 없다. 따라서 본 연구의 목적은, Dlx5의 기능에 대한 PKC의 영향을 연구하는 것이다. Alp (alkaline phosphatase) 염색 결과 BMP-2에 의한 조골세포 분화 유도 과정이 PKC 저해제로 인해 억제되고, IP-IB (immunoprecipitation-immunoblotting) 실험을 통해 PKC가 Dlx5의 인산화에 관여한다는 사실을 밝혔다. 또한 PKC에 의해 Dlx5의 전사 활성이 증가하였다. 이러한 결과는 BMP2가 PKC를 통하여 Dlx5의 조골 활성을 조절한다는 것을 시사한다.

BMP2 (bone morphogenetic protein 2) signal pathway is critical for osteoblast differentiation. Dlx5 (distal-less homeodomain-5) is key transcription factor in BMP2 signal pathway. Dlx5 transcription is stimulated by BMP-2 treatment and regulated by phosphorylation of Smad1 or Smad5. Dlx5 can be also regulated by post-tranlational modification. p38 (p38 mitogen-activated protein kinase), CaMKII (Ca2+/calmodulin-dependent protein kinases II), PKA (protein kinase A), Akt (protein kinase B) are kinases reported to regulate Dlx5 by phosphorylation. There are countless kinases in mammalian cells. It is possible that there are another kinases that involved in phosphorylation of Dlx5. Although PKC and Dlx5 both play crucial roles during osteoblast differentiation, the interaction between PKC (protein kinase-c) and Dlx5 has not been investigated. In the current study, we examined the effects PKC on the function of Dlx5. We found that PKC phosphorylates Dlx5, and that PKC increases the osteogenic activity of Dlx5. Conversely, a PKC inhibitor Go6983 decreased the osteogenic activities of Dlx5. These results suggest that BMP-2 regulates the osteogenic function of Dlx5, at least in part, through PKC.