열 충격 단백 90이 온열 자극 후 인터루킨-17 매개 피부 염증 반응에 미치는 영향

Abstract

본 연구에서는 인터루킨-17(IL-17) 매개 염증성 피부 질환에서 온열 자극이 피부 각질형성세포의 면역 반응에 어떠한 영향을 미치는지 밝히고자 하였다. IL-17을 분비하는 Th17 세포는 염증 반응 특히 피부의 만성 염증질환인 건선, 아토피피부염, 진균 및 세균감염의 일차 방어를 담당하는 주된 세포로 알려져 있다. 피부 면역 반응 작용에 대한 기전을 알아보고자 온열 자극이 IL-17을 매개로 진행하는 피부 면역 반응과의 관계를 알아보았다. IL-17의 자극을 받은 각질형성세포는 항균 펩타이드의 생산이 일어나기 때문에 역전사-정량적 중합효소연쇄반응을 통하여 일부 케모카인(chemokine; CXCL1, CXCL5 및 CXCL8) 및 향균 펩타이드(antimicrobial peptide; β-defensin(BD1), LL37, S100A8 그리고 S100A9)의 발현을 관찰 하였고, 그 결과 IL-17 자극 후 각질형성세포에서 이들의 발현양이 증가 되었다. 광천 요법은 오래전부터 입욕에 의한 질병의 치료로서 만성 염증성 피부질환의 치료에 사용된 대체 요법이다. 광천수에 대한 입욕은 열적, 화학적 및 면역 조절에 효과를 갖는 것으로 알려져 있다. 따라서 각질형성세포를 사용한 염증성 피부질환 모델에서 온열 처리 효과에 의한 IL-17의 작용 기전을 밝히고자 하였다. Act1은 IL-17 신호 전달에 필요한 어댑터 단백이며, 온열 충격 단백질 90(heat shock protein; HSP90)의 클라이언트 단백질이다. 온열 처리 후 각질형성세포에서 IL-17 자극 효과와 HSP90의 억제 및 Act1 siRNA로 발현을 knockdown 시킨 뒤 온열 처리를 하여 역전사-정량적 중합효소연쇄반응과 면역 블로팅을 통해 항균 펩타이드와 사이토카인의 발현 변화 및 HSP90 억제제의 효과에 따른 변화에 대한 RNA양과 단백질 양의 변화를 측정하였다. 면역 침강법으로 HSP90α에 대한 Act1 결합은 온열 자극 전보다 온열 자극과 IL-17과 17-AAG 존재 하에 증가 하는 것으로 나타났다. 또한 항균 펩타이드와 사이토카인의 mRNA의 발현은 일반적으로 온열 처리 전 보다 온열 처리 이후에 증가하였고, Act1을 knockdown 시켰을 때 IL-17과 17-AAG 자극 후에 온열 처리가 되지 않는 조건에서는 발현이 감소 하였지만 온열 처리 된 조건에서는 증가하는 것을 보여 효과가 반대로 나타난 것을 알 수 있었다. 이러한 결과는 IL-17 매개 된 염증성 피부 질환에서 피부형성각질세포에 온열 조절을 병행하여 사용하면 면역 조절에 효과적일 수 있음을 시사한다. 따라서 온열 자극 후 HSP90 억제제 투여는 IL-17 매개 염증성 피부 질환에 대한 효과적인 치료 방법의 일환이 될 수 있을 것으로 생각 된다.;The pathogenesis of inflammatory skin disease involves interactions between immune cells and keratinocytes, including the Th17-mediated immune response. Several chemokines (CXCL1, CXCL5, and CXCL8) and antimicrobial peptides [β-defensin (BD1), LL37, S100A8, and S100A9] were transcriptionally upregulated in the keratinocyte cell line HaCaT upon stimulation with IL-17. Balneotherapy, the treatment of disease by bathing, is an alternative therapy that has frequently been used for the treatment of inflammatory skin disease. Immersion in pools of thermal mineral water is often considered to have chemical, thermal, mechanical, and immunomodulatory benefits. Therefore, I questioned the effect of thermal treatment on IL-17-mediated inflammation in a skin disease model. Because Act1 is required for IL-17 signaling and is a client protein of heat shock protein 90 (HSP90), I evaluated the effect of HSP90 inhibition on IL-17-mediated cytokine and antimicrobial peptide expression in keratinocytes after heat treatment. I found that after thermal stimulation, Act1 binding to HSP90α was significantly increased in the presence of IL-17 (100 ng/ml) and 17-allylaminogeldanamycin (17-AAG; 1 μM). Antimicrobial peptide and chemokine expression generally increased after heat treatment; Act1 knockdown and 17-AAG reversed this effect. These observations demonstrate the possible immunomodulatory effect of heat on keratinocytes during the progression of IL-17-mediated inflammatory skin disease.