Carboxybutyryl화 된 Glucosamine 및 Oligosaccharides 유도체들의 NF-κB 와 AP-1 Signaling Pathway를 경유한 항염증 효능에 대한 연구

Abstract

본 연구에서는 carboxybutyrylated glucosamine (CGlc)과 결합한 새로운 carboxybutyrylated chitooligosaccharide 유도체(CCOS)를 합성하였으며,이들 유도체의 항염증 작용을 확인하였다. 이들 유도체들은 여러가지 세포주들을 이용하여 세포독성을 측정하였으며, 그 결과 각 세포들에 대하여 세포증식능을 보였으나 세포독성은 나타내지 않았다. 특히 이 유도체들은 마우스 대식세포주 RAW264.7세포에서 세균유래 LPS에 대한 반응으로 생성되는 염증성 물질인 nitric oxide (NO)와 PGE₂ 생성 및 이와 관련한 효소발현(예:iNOS와 COX-2)을 억제시켰다. NF-κB관련 mitogen-activated protein kinase (MAPKs) 신호 전달과정에서 ERK를 제외한 p38 MAPK 과 JNK 신호단백질의 발현이 감소하면 이로인해 NF-κB 발현이 억제됨으로서 nitric oxide (NO)와 PGE₂ 와 같은 염증매개물질의 생성이 억제됨을 알 수 있었다. 또한 중요한 염증매개물질인 TNF-α, IL-1β와 prostaglandin E₂ 생성은 CCOS 와 CGlc에 의해 뚜렷하게 감소되었으며, 이러한 사실은 NF-κB을 활성화에 관여하는 IKK 신호단백질을 억제함으로서 나타나는 결과로 보여진다. 결론적으로 이들 유도체들은 세포에서 강력한 라디칼 소거능을 나타내었으며, 라디칼에 의한 NF-κB 발현을 억제할 수 있다는 사실을 나타낸다. 또한 AP-1 전사인자 발현을 감소시킴으로서 만성염증반응(chronic inflammatory events)으로 인해 형성된 암세포에서 많이 발현되는 MMP-2 와 MMP-9 유전자 발현을 억제시킨다는 사실을 확인하였다.

Novel derivatives of chitooligosaccharides (CCOS) and glucosamine (CGlc) were synthesized and their potential to act as anti-inflammatory agents was evaluated. These carboxybutyrylated compounds showed no adverse effects as tested by cytotoxicity and cytocompatibility assay using different cell lines. Both derivatives inhibited production of major inflammatory mediators such as nitric oxide (NO) and prostaglandin E₂ (PGE₂) and the expression of corresponding enzymes, including iNOS and COX-2 in RAW264.7 mouse macrophage cells exposed to bacterial lipopolysaccharide (LPS). Studies on the protein-level expression of signaling molecules in mitogen-activated protein kinase (MAPKs) pathway revealed that above effects were due to downregulation of NF-κB by attenuated expression of p38 MAPK and JNK but not ERK. In addition,production of major inflammatory mediators such as TNF-α, IL-1β and IL-6 was inhibited by both CCOS and CGlc derivatives. Down-regulation of IKK which activates NF-κB was suggested as a possible mechanism. These materials also down-regulated the transcription factor AP-1 and inhibited MMP-2 and MMP-9 subsequently. Moreover, both compounds exhibited potent radical scavenging properties in leukocytes, and thus inhibition of radical-mediated expression of NF-κB was suggested.