IgE 의존성 Histamine Releasing Factor의 분비 경로에 관한 연구 = Studies on the secretion pathway of IgE-dependent histamine releasing factor

Abstract

IgE 의존적 histamine releasing factor(이하 "HRF"라 함)는 세포의 외부에서 작용하는 단백질임에도 불구하고 세포 밖으로 분비되는 단백질의 특징인 signal peptide를 가지고 있지 않다. 현재까지 HRF와 같이 signal sequence를 가지지 않고 세포 외부로 분비되는 것으로 알려진 여러 단백질에 대한 연구가 계속되어 왔으나, 아직 정확한 분비 경로를 규명하지는 못 하였다. 이러한 단백질 중 대부분은 단순히 brefeldin A나 monensin과 같은 classical secretory (glyco)proteins의 세포 내 수송을 저해하는 억제제를 사용하여 ER-Golgi 비의존적으로 분비되는 성질만이 보여졌으며, 일부 그룹에서는 exocytosis를 촉진하거나 저해하는 환경에서 실험을 실시하여 단백질의 세포 외 수송 방법으로 exocytosis를 제시하였다. 또한 최근에는 Na,K-ATPase가 endoplasmic reticulum(ER)-Golgi를 거치지 않고 수송되는 대표적 단백질인 fibroblast growth factor-2(FGF-2)의 이동에 관여한다는 보고가 있었다. 본 실험에서는 알러지 환자의 혈액 샘플을 분석하여 HRF가 이미 알려진 것처럼 세포 외부에서 검출이 가능함을 다시 한 번 확인하고, HRF의 세포 외 분비를 촉진할 수 있는 인자로는 어떠한 물질이 있는지를 알아보았다. 이러한 촉진 인자를 이용하여 증가된 HRF의 분비가 앞서 밝혀진 FGF-2와 같이 세포막에 존재하는 펌프(pumps)와 관련하여 일어났는지를 확인하기 위하여 여러 가지 펌프를 억제하는 저해제를 처리해 본 결과 H,K-ATPase가 HRF의 분비에 관여할 것이라는 추측을 할 수 있었다. 또한 HRF가 분비될 때 H,K-ATPase와 간접적으로 상호작용함을 immunoprecipitation을 통하여 확인하였다. 이러한 in vitro 결과를 바탕으로 동물실험을 실시하여 proton pump 억제제가 HRF의 분비를 억제한다는 in vivo, 결과를 얻을 수 있었다. 위와 같은 연구를 통하여 H,K-ATPase가 후기 알러지 반응(late phase allergy response)에 중요한 역할을 하는 것으로 알려진 HRF의 분비에 관여한다는 결론을 얻었으며, 이를 차단하는 물질을 통하여 새로운 기전을 가진 알러지 치료제에 대한 접근을 시도하였다.;IgE-dependent histamine releasing factor(HRF) is the protein which can be detected in extracellular environment but lacks signal peptide. These several years, many studies about the proteins, which act extracellularly although they devoid signal sequences, are going on. But the mechanism by which these proteins are released from cells is not well described. These proteins have been simply tested by drugs such as brefeldin A and monensin, which inhibit the intracellular transport of classical secretory (glyco)proteins. These drugs tell us whether these proteins are secreted through ER-Golgi dependent pathway or not. Some investigators examined the change in the secretion pattern of the ER-Golgi independent proteins when some cells were placed in the conditioned environment to activate or inhibit exocytosis. And they showed exocytosis as the way by which these proteins could be released from cells. Recently, it was reported that Na,K-ATPase was involved in the transport of fibroblast growth factor-2(FGF-2), one of the proteins which avoid the ER-Golgi dependent pathway. I analyzed bloods of patients with allergy and confirmed HRF could be detected extracellularly. I searched which chemicals could activate the secretion of HRF After I pretreated U-937 cells with inhibitors of plasma membrane ATPases and treated with the HRF secretion activator to find out factors involved in HRF secretion indirectly. I tested inhibitors on many ATPases because it was reported that Na,K-APTase was involved in the secretion of FGF-2, the protein which is secreted independent on ER-Golgi pathway like HRF. Through treatment of inhibitors I guessed that H,K-APTase might take part in the secretion of HRF secretion. And H,K-APTase proved to interact with HRF indirectly through immune-precipitation assay On the basis of these in vitro data, I took experiments on animals and I came to the result that proton pump blockers could inhibit HRF secretion. Through these studies, I reached the conclusion that H,K-APTase was involved in the secretion of HRF, which is known to be very important in late phase allergic response. I think this is an approach to therapeutics of allergy on the basis of new mechanism.