Prohormone VGF 발현의 전사조절 연구

Abstract

VGF 는 rat PC12 pheochromocytoma cell 에서 nerve growth factor (NGF)에 의해 유도되는 transcript 로서 처음 알려졌으며, VGF8a, NGF33.1, a2등 다양한 이름으로 불려졌다. VGF는 신경계 전반의 뉴론과 뇌하수체, 부신수질 등의 신경내분비 조직, 그리고 위장관 및 췌장의 내분비 세포 등에서 광범위하게 발현되고 있으며, 에너지소비, 지질 저장, 포도당 항상성 등의 조절에 관여하고 있다. 한편 최근 VGF가 cAMP의존적 경로를 통해 골형성을 증가시킨다는 결과가 공동연구팀에 의해 제시되었다. 이러한 VGF의 골형성 활성은 K562세포가 phorbol 12-myristate 13-acetate (PMA) 처리에 의해 megakaryocyte로 분화되는 과정에서의 conditioned medium 중에서 확인되었다. 또한 이후 연구를 통해 K562세포의 분화 초기부터 중기 사이에 VGF transcript 양이 점진적으로 증가함을 알 수 있었다. 따라서 본 연구에서는 PMA처리시 거핵세포로 분화 가능한 K562 세포에서 VGF 의 전사를 조절하는 기전을 연구함으로써 VGF의 발현 제어에 이용하고자 하였다. 먼저 human VGF promoter의 -775에서 +241 nucleotide에 해당하는 부분을 Genomatix program을 통해 분석하여, VGF 유전자의 전사를 조절할 수 있는 다양한 전사인자 후보를 선별하였다. 이들 후보 전사인자 중 실제 VGF 전사에 관여하는 인자를 구별하기 위해 hVGF promoter (-775/+241) 부분을 포함하는 luciferase reporter를 제작하고 K562 세포에 후보 전사인자들과 함께 reporter gene 을 transfection 하여 과발현 시켰다. Luciferase assay 결과, 여러 후보 인자 중 ELF-1, p65에 의해 hVGF promoter의 활성이 증가하였다. K562 세포 내 ELF-1을 과발현시킴으로 VGF mRNA 발현양 자체도 증가한 반면, p65의 과발현은 VGF mRNA양을 조절하지 못하는 것을 qRT-PCR로 확인했다. 이후, hVGF promoter의 serial deletion mutant promoter들과 point mutant promoter를 제작하여 ELF-1을 사용한 luciferase assay 수행을 통해 ELF-1에 의한 hVGF의 전사 활성 조절은 hVGF promoter의 -82와 -62 사이의 Ets binding site를 통한 것임을 알 수 있었다. 이러한 결과들은 K562세포의 거핵세포로의 분화과정 중 VGF 발현에 ELF-1이 관여할 수 있으며, 이를 이용하여 VGF 발현을 제어할 수 있는 가능성을 제시한다.

중요 단어 VGF; bone formation; K562 cell; megakaryocyte; E74-like factor 1 (ELF-1); nuclear factor kappa-light-chain-enhancer of activated B cells (NF-κB)