Modulation of the LPS-induced inflammatory responses by Prohibitin 1 and S-adenosylmethionine in RAW 264.7 cells

Abstract

Prohibitin 1 (PHB1) is a pleiotropic protein that has multiple functions in the mammalian cells such as regulation of cell cycle and stabilization of mitochondrial protein. Also, PHB1 is a chaperone protein which stabilizes the protein created in mitochondria, and is being suggested as a potential therapeutics target for a variety of diseases including inflammatory disease. Considering the role of PHB1 in diverse cellular function, however, PHB1 may also be involved in the inflammatory response. Therefore, we investigated the potential of immune modulatory function which Phb1 has by using macrophage which acts majorly in innate immunity and SAMe (S-Adenosylmethionine), which has anti-inflammatory properties. Not only LPS-induced increases in pro-inflammatory gene expression (TNF-α, IL-1α, and IL-1β) and but also LPS-induced increases in NO production and iNOS expression were significantly enhanced in the presence of siPhb1, compared with cells transfected with control siRNA. On the other hand, LPS-induced increases in anti-inflammatory gene expression of IL-10 was significantly attenuated in the presence of siPhb1 as well compared with cells transfected with control siRNA. Next, we investigated the effect of SAMe on Phb1 knockdown in LPS-induced inflammatory response. SAMe significantly attenuated the LPS-induced inflammatory gene expression and mediators. Interestingly, the SAMe effect, which adjusts the infection response induced by LPS, had less effect in the presence of siPhb1. From the above results, corresponding to SAMe, which has anti-inflammatory properties, Phb1 may modulate the LPS-induced inflammatory response. Therefore, we suggest that Phb1 would have more effect on LPS-induced inflammatory response. ;Prohibitin 1은 (PHB1)은 진화적으로 고도로 보전된 미토콘드리아 단백질로 포유세포의 생존(survival), 성장(development) 및 분화(differentiation) 과정에 관여한다. 또한 PHB1은 샤페론 단백질(chaperone protein) 및 종양억제 단백질(tumor suppressor protein)로 알려져 있으며 여러 전사조절인자와 상응하며 염증성질환으로 유도된 산화스트레스 및 미토콘드리아 기능장애로부터 있어 항산화 및 항염증 효과를 입증하였다. 이러한 Phb1의 다양한 세포 및 생리학적 역할을 고려하여, 본 연구에서는 선천성 면역에서 주요한 역할을 담당하는 대식세포와 기존에 항염증 효과가 있다고 알려진 S-adenosylmethionine (SAMe)이용하여 Phb1가 갖는 면역 조절 기능의 가능성을 검토하였다. LPS에 의해 유도된 TNF-α, IL-1α 및 IL-1β의 발현은 LPS 그룹에 비해 siPhb1그룹에서 더 유의적으로 증가하였으며, 이는 또다른 염증 매개조절 인자인 NO 생성 및 iNOS 발현에 있어서도 마찬가지였다. 그러나 LPS에 의해 유도된 IL-10의 발현은 siPhb1그룹에 비해 LPS 그룹에서 유의적으로 증가하였다. 다음으로 siPhb1그룹에서 LPS로 유발된 염증 반응에 SAMe가 미치는 영향을 확인하고자 하였다. SAMe는 LPS 유발 대식세포에서 분비되는 TNF-α, IL-1β, iNOS 와 같은 염증매개물질을 유의적으로 감소 시켰다. TNF-α을 제외하고, SAMe에 의해 감소된 LPS유발 IL-1β, IL-6, iNOS, NO 은 LPS그룹에 비해 siPhb1그룹에서 덜 감소하였으며, 반대로 SAMe에 의한 LPS유발 IL-10의 발현은 LPS그룹에 비해 siPhb1그룹에서 더 감소하였다. 이러한 결과를 토대로, 항염증 효과가 있는 SAMe에 대응하여 Phb1이 LPS로 유발된 대식세포의 염증반응을 조절 함을 시사한다. 따라서 기존 선행연구와 본 연구를 종합하였을 때, 초기면역반응에 있어 Phb1이 염증을 조절할 수 있는 가능성을 시사할 것으로 사료된다.