Nrf2 전사 활성화에 의한 NEMO유도와 세포 생존

Abstract

Nrf2는 세포 생존의 중심적인 조절자로서, 활성 산소 제거를 통하여 세포사를 억제한다. NF-kB essential modulator (NEMO)는 NF-kB를 활성화 시킴으로써 세포 생존 단백질의 발현을 촉진한다. Nrf2와 NEMO 모두 세포 생존에 관여하지만, 두 단백질 사이의 관계에 대해서는 아직 연구된 바가 없다. 본 연구는 Nrf2의 새로운 타겟 유전자로 NEMO를 제시하였다. Nrf2가 NEMO의 전사에 대한 역할과 그 기능적 결과에 대해 조사하였다. GEO (Gene expression omnibus) 분석을 통하여 Nrf2 knockout 마우스에서 감소하는 유전자와 Keap1 knockout 마우스에서 증가하는 유전자의 교집합에서 IKBKG를 도출하였다. Nrf2를 활성화시켰을 때, TNFα가 조절되는지 보기 위하여 sulforaphane을 사용하여 Nrf2를 활성화 시킨 결과, IkBα의 분해가 촉진되는 것을 관찰하였고 이를 통해 RelA가 증가하는 것을 관찰하였다. Nrf2가 knock out된 쥐의 간에서 NEMO가 크게 감소하였다. 반대로 Nrf2를 과발현 하였을 때에는, NEMO mRNA의 발현이 증가하였고, Nrf2 siRNA를 이용하여 knock down 시켰을 때에는 다시 감소하였다. CHIP sequencing과 크로마틴 면역 침강법을 통해 Nrf2가 직접 NEMO를 전사적으로 활성화 한다는 것을 증명하였다. Nrf2에 의한 NEMO mRNA의 증가가 단백질 수준에서도 일어나는 것을 보였다. 세포 죽음을 수반하는 다양한 질환 모델에서 IKBKG의 발현을 관찰하였다. 아세타미노펜 독성으로 내원한 환자들의 마이크로어레이에서는 NEMO와 Nrf2가 감소되어 있는 현상을 관찰하였고, 독성 용량의 아세타미노펜을 투여한 쥐에서도 NEMO와 Nrf2가 낮은 발현을 보였다. 반대로, 알코올성 간염 환자의 간에서는 NEMO가 적응적으로 증가하였다. 세포 죽음 시에 염증이 필수적으로 수반되기 때문에, Nrf2를 통한 NEMO의 활성화가 마크로파지의 분화에 영향을 주는 지 탐구하였으나, M1, M2 마크로파지로의 분화에 영향을 주지 않았다. 본 연구에서는, Nrf2가 전사적으로 NEMO 유전자의 발현을 촉진한다는 것을 새롭게 규명하였다.