Effects of Dexamethasone on TGF-β1-induced Epithelial-to-Mesenchymal Transition in Human Peritoneal Mesothelial Cell

Abstract

상피-중간엽 세포 이행 (epithelial-to-mesenchymal transition, EMT)은 배아 발생, 상처 치유와 같은 생리적 현상이나 장기 섬유화 또는 암 전이의 중요한 기전이다. 최근 덱사메타손은 고유의 항 염증 작용 이외에 세포 외 기질의 합성을 억제하는 작용이 있다고 보고된 바 있으나 이에 대한 연구는 부족한 상태이다. 복막 세포의 EMT는 복막 섬유화의 주요한 기전이나 임상에서 적용할만한 EMT 억제 약물은 아직 개발된 바 없다. 본 연구에서는 덱사메타손이 TGF-β1에 의한 복막 중피세포의 EMT에 미치는 영향과 기전에 관해 연구하였다. 합성 당질코르티코이드인 덱사메타손은 복막 중피세포에서 TGF-β1에 의해 유도된 EMT의 발생을 억제하였다. 이는 TGF-β1에 이한 세포 형태의 변이, EMT 지표 유전자 및 단백질의 변화와 세포이동의 증가에서 모두 의미 있는 변화를 유도하였으며 덱사메타손의 작용은 당질코르티코이드 수용체의 길항제인 RU486에 의해 억제되었다. 또한 덱사메타손은 TGF-β1에 의해 이미 유도된 EMT를 역전시키고 MET를 유발하였다. TGF-β1에 의한 중피세포의 EMT와 MET에 대한 덱사메타손의 효과는 ERK MAPK 및 p38 MAPK의 활성 억제와 동반되었으나 TGF-β1의 주된 신호 전달 체계인 Smad2/3 경로의 변화는 유도하지 않았다. 덱사메타손은 제1형 TGF-β1 수용체 발현의 감소를 유도하였다. 본 연구는 덱사메타손이 복막 중피세포의 EMT에 미치는 영향 및 관련 기전의 연구를 통해 복막섬유화 억제제 또는 치료제로서 덱사메타손의 임상적 의의를 조사한 최초의 연구로, 덱사메타손이 non-Smad 신호전달 체계와 TGF-β1 수용체 발현의 구별되는 조절을 통해 복막세포의 EMT를 억제함을 규명하였다.;Epithelial-to-mesenchymal translation (EMT) is critical for appropriate embryonic development, physiological response to injury and pathological events such as organ fibrosis and cancer progression. Glucocorticoid (GC), one of the most commonly used anti-inflammatory drugs, are recently known to inhibit the deposition of extracellular matrix independent of its anti-inflammatory effect. EMT of human peritoneal mesothelail cell (HPMC) is a key mechanism of peritoneal fibrosis, however it has been not investigated whether GC imposes any effect on EMT of HPMC. In order to investigate the therapeutic potential of GC on preserving peritoneal membrane function, we studied the effect of dexamethasone (DEXA), a synthetic GC, on transforming growth factor-β1 (TGF-β1)-induced EMT in HPMC. DEXA inhibited TGF-β1-induced EMT based on cell morphology, the expression of markers of epithelial and mesenchymal cells such as E-cadherin, ZO-1 and α-SMA, and cell migration, which were blocked by RU486, a glucocorticoid receptor (GR) antagonist. Importantly, DEXA also induced mesenchymal-to-epithelial transition (MET) of TGF-β1-stimulated HPMC. The beneficial effect of DEXA on TGF-β1-induced EMT was mediated though ERK and p38 MAPK pathway, but was not related to TGF-β1-induced phosphorylation of Smad2/3 signaling. DEXA also down-regulated the expression of TGF-β receptor I (TGFBR1) without the changes in TGFBR2 and TGFBR3. In conclusion, this is the first study demonstrating the protective effect of DEXA on EMT in TGF-β1-stimulated HPMC by the mechanisms of both regulation of MAPK signaling and the expression of TGF-β receptors. Keywords: Dexamethasone, TGF-β1, epithelial-to-mesnechymal transition, mesenchymal-to-epithelial transition, human peritoneal mesothelial cell, peritoneal fibrosis