한국인 궤양성 대장염 환자의 말초혈액에서 CCL20 유전자의 발현 및 sulphasalazine과 glucocorticoid에 의한 조절작용

Effects of Sulphasalazine and Glucocorticoid on the Regulation of CCL20 Gene Expression in the Peripheral Blood Cells of Korean Patients with Ulcerative Colitis

염증성 장 질환 (inflammatory bowel disease; IBD)은 만성적인 염증으로 궤양성 대장염 (ulcerative colitis)과 크론씨 병(Crohn,s disease)으로 분류되어진다. 최근 혈액의 단핵구 세포와 장 상피세포에서 발현되어지는 Nod2 유전자가 크론씨 병의 원인 유전자로 알려지면서 혈액의 단핵구 세포가 염증성 장 질환에 중요한 역할을 수행할 수 있을 것으로 재조명되었다. 본 연구는 Nod2 유전자처럼 단핵구 세포와 장 상피세포에서 공통으로 발현하며, 인체에서 선천성 면역능과 후천성 면역능을 연결하는 것으로 알려진 CCL20 유전자가 한국인에서 발병율이 높은 궤양성 대장염에서 어떻게 발현이 조절되는지 알아본 것이다. CCL20 유전자는 정상인에 비하여 대부분의 궤양성 대장염 환자의 혈액 단핵구 세포 및 장 상피조직에서 발현이 증가되어져 있었다. 본 연구에 참여한 환자의 disease activity index (DAI)와 CCL20 유전자 발현의 상관관계를 구한 결과 흥미롭게도 CCL20가 높게 발현된 환자들은 대다수 이전에 약물치료를 받지 않은 것으로 나타났다. 이러한 결과는 CCL20 유전자가 초기 궤양성 대장염의 발병에 관여하고 있으며 항-염증제 치료에 반응을 하는 유전자라는 것을 암시하는 결과이다. 이를 증명하기 위하여 이전에 항-염증치료를 받지 않은 궤양성 대장염 환자에 대하여 3개월 간 5-amino salicylic acid (5-ASA)와 glucocorticoid 유도체인 dexamethasone (DEX)으로 약물치료를 수행하였다. 이 결과 CCL20 유전자의 발현이 이들 약물치료를 받은 환자에서 급격히 감소하였음을 알 수 있었다. 이를 세포수준에서 확인하기 위하여 THP-1 단구세포와 HT-29 장 상피세포에 TNF-α 또는 IL-1β로 CCL20를 유도한 다음 5-ASA와 DEX를 처리한 결과 환자에서와 같은 효과를 검정할 수 있었다. 이러한 결과는 CCL20가 궤양성 대장염 환자에서 혈액 및 장 조직의 면역학적 병리작용에 중요하게 관여하고 있으며 궤양성 대장염의 진단 및 예후 판정에 도움을 줄 수 있음을 시사한다.

Discovery of Nod2 has brought to light the significance of mononuclear cells as well as epithelial cells in inflammatory bowel disease (IBD) pathogenesis. Similarly, CCL20 is expressed in both mononuclear cells and epithelial cells and is likely to link innate and acquired immunity. We therefore asked whether CCL20 expression is altered in the peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) from patients with ulcerative colitis (UC), a major type of IBD in Korea, and is correlated with the disease activity. The expression levels of CCL20 mRNA were significantly high in the PBMCs from the patients with UC. CCL20 protein expression was also up-regulated in the mucosal epithelium in UC but not in normal controls. Interestingly, however, disease activity index (DAI) revealed that untreated UC groups express higher expression levels of CCL20 mRNA than treated UC groups, implying that CCL20 may be a potential target for the anti-inflammatory treatments. In an agreement with this, three months follow up study revealed that the UC patients who were treated with 5-amino salicylic acid (5-ASA) and glucocorticoid showed dramatic decrease in their CCL20 mRNA levels as compared to untreated ones. Moreover, TNF-α- or IL-1β-induced CCL20 secretion in human epithelial HT-29 cells was significantly diminished by the treatment with 5-ASA and/or dexamethasone, suggesting that CCL20 may be one of the central targets of the anti-inflammatory drugs. Collectively, these results suggest that CCL20 expression in UC may be associated with altered immune and inflammatory responses in the blood as well as the intestinal mucosa and further implied a potential for CCL20 as an important diagnostic marker for UC.