C형 간염바이러스 감염 간세포에 발현하는 세포 프리온 단백질의 역할

Abstract

본 연구에서는 C형 간염바이러스(hepatitis C virus ; HCV) 감염에 의해 간세포에서 나타나는 변화가 감염 간세포와 면역세포와의 상호작용에 어떠한 영향을 미치는지 알고자 하였다. 즉, HCV에 감염된 간세포는 비감염 세포에 비해 특정 mRNA의 발현 변화가 일어나고 이러한 변화는 주위 면역세포에 영향을 미칠 수 있다. 그래서 HCV 감염 간세포와 면역세포간의 상호작용에 관여하는 특정 단백질을 찾아내어 그 역할이 무엇인지 확인 하였다. HCV 감염 간세포주에서 mRNA의 발현 변화를 확인하기 위해 microarray를 실시한 후 몇 가지 후보 단백질을 선별하였다. 또한 선별된 후보 단백질이 HCV 감염 간세포 표면에서도 발현 변화가 일어나는지 유세포분석(flow cytometry)으로 확인하였다. 이후, 선별된 후보 단백질인 PrPc가 HCV 감염 간세포에서 증가하였을 때 NK세포의 기능에 어떠한 영향을 주는지 확인하기 위해 PrPc가 knock down 된 HCV 감염 간세포와 NK세포를 같이 배양한 뒤 NK세포의 기능을 유세포분석으로 측정하였다. 또한 PrPc의 세포 내 항세포자멸사 효과를 보고자 HCV 감염 간세포 내 PrPc를 knock down 시킨 뒤 TRAIL(TNF-related apoptosis-inducing ligand)을 처리하여 세포자멸사를 유도하였다. 이후 TRAIL에 의해 유도된 HCV 감염 간세포의 세포자멸사 정도를 유세포분석으로 측정하였다. 흥미롭게도 HCV 감염 간세포에서 비감염 간세포에 비해 PrPc mRNA가 20배에서 42배 정도로 유의하게 증가하였다. 뿐만 아니라 HCV 감염 간세포의 세포막에 위치한 PrPc 발현이 HCV 감염 간세포에서 적게는 12배에서 65배까지 증가하였다. 또한 HCV의 특정 단백질만을 발현하는 replicon 세포에서도 PrPc mRNA와 단백질의 발현이 유의하게 증가하였다. PrPc를 siRNA를 이용하여 발현을 90%정도 억제시켜 NK세포의 기능에 어떤 효과를 주는지 실험한 결과, NK세포의 세포독성 정도를 측정할 수 있는 CD107a의 발현에는 아무런 영향이 없었다. 그러나 HCV 감염 간세포에서 PrPc의 발현을 억제시킨 시킨 뒤 TRAIL을 주어 세포자멸사를 유도한 실험에서 PrPc의 발현이 억제되지 않은 HCV 감염 간세포에 비해 더 많은 세포자멸사가 유도되는 것을 확인하였다. 본 연구에서는 HCV 감염 간세포와 NK세포간의 상호작용에 미치는 영향과 HCV 감염 간세포에서 과발현된 PrPc가 갖는 항세포자멸사 효과에 대해 연구하였다. 그 결과, PrPc는 NK세포의 기능저하를 매개하지는 않았지만 PrPc가 TRAIL에 의해 유도된 세포자멸사에 저항성을 부여하는 것으로 확인이 되었다. 결론적으로, HCV에 감염된 간세포가 면역회피기전의 하나로서 PrPc를 과발현하여 면역세포가 HCV 감염 간세포를 제거하기 위해 보내는 TRAIL을 통한 세포자멸사 신호에 저항할 수 있는 것으로 보인다. PrPc가 가지는 항세포자멸사에 대한 후속 연구를 통해 면역세포가 HCV 감염 간세포를 세포자별사로 유도하는데 있어 효율적인 치료법의 개발에 도움을 줄 수 있을 것으로 기대된다.;Hepatitis C virus (HCV)-infected hepatocyte shows changes in the expression of specific genes. The expression change may affect the interaction of HCV-infected hepatocyte with immune cells such as NK cells and T cells. In order to assess the expression change of mRNAs in HCV-infected hepatocytes, microarray was performed. Expression of screened candidate proteins was further examined to confirm their expression on the surface of HCV-infected hepatocytes. Interestingly, PrPc mRNA in HCV-infected hepatocytes was significantly increased. PrPc protein on the membrane of HCV-infected hepatocytes was also increased. Therefore, the role of PrPc in the HCV-infected hepatocytes was investigated. The function of NK cells was not altered by the homophilic interaction of PrPc proteins on the NK cells and HCV-infected cells. There was no significant changes in the expression of degranulation marker CD107a and activating receptors NKG2D and NKp30. However, PrPc expression in HCV-infected hepatocyte induced resistance to TRAIL-mediated apoptosis. Upon knockdown of PrPc in the HCV-infected cells, the cells were more susceptible to TRAIL-induced apoptosis. In conclusion, PrPc expression in the HCV-infected hepatocytes exerted anti-apoptotic effect upon TRAIL engagement. Increased expression of PrPc in HCV-infected hepatocyte would be, therefore, one of the immune escape mechanisms used by HCV.