High mobility group box 1 (HMGB1)은 염증유발 사이토 카인으로 작용하는 것이 보고되었으며, 허혈에 의한 뇌손상 과정에서도 HMGB1은 세포 밖으로 급격히 유출되고 유출된 HMGB1은 염증유발 사이토카인으로 작용하는 것으로 보고되었다. 한편, 허혈에 의한 뇌조직 손상 과정에서 아연이 중요한 역할을 한다는 것이 알려져 있다. 본 연구에서는 아연에 의해 유도되는 1차 배양 대뇌피질 신경세포 손상 과정에서 HMGB1이 세포 밖으로 유출되고, 유출된 HMGB1이 신경세포 사멸을 가속화시키는 과정을 조사하였다. 황산아연 200 μM을 1차 배양 대뇌피질 신경세포에 30분간 처리한 후 새로운 배양액에서 24시간 동안 배양하면, 세포생존율이 44.6±1.5%로 감소된다. 이 과정에서 과량의 HMGB1 세포 밖으로 빠져나와 배양액에 축적되는 것을 웨스턴 블롯과 이중면역형광염색법으로 확인하였다. 황산아연 200μM을 처리한 1차 배양 신경세포의 배양액을 24시간 후에 회수하여 농축한 후, 새로운 1차 배양 신경세포에 처리하면 세포생존율이 69.6±1.4%로 감소되는 것을 관찰하였다. 그러나 아연과 함께 아연의 chelator인 TPEN 1mM을 처리하거나 HMGB1 siRNA를 각각 처리한 세포의 배양액을 사용한 경우에는 배양액 처리에 의한 세포사 유도가 억제되었다. 또한, HMGB1 특이 항체나 HMGB1의 리간드 중의 하나로 알려진 RAGE의 특이 항체를 처리하면 세포생존율이 각각 81.0±4.0%, 79.0±4.0%로 회복되었다. 이와 같은 결 과는 아연에 의해 유도되는 신경세포 손상 과정에서 급격히 유출되는 HMGB1이 세포사멸을 유도, 악화시킬 가능성을 시사한다.
As a nonhistone DNA-binding protein, high mobility group box 1 (HMGB1) is released in large amounts into the extracellular space immediately after ischemic insult and plays a role in the release of proinflammatory cytokines. Here, we the examined cytokine-like or signaling molecule-like function of extracellular HMGB1 in primary cortical cultures. We found that a large amount of HMGB1 was released following zinc-induced neuronal cell death in primary cortical cultures and that this extracellular HMGB1 might aggravate neuronal damage. The conditioned media collected from zinc-treated primary cortical cultures decreased neuronal cell survival to 69.6±1.4% of control values when added to fresh primary cortical cultures. In contrast, treatment with HMGB1-depleted conditioned media produced by cultures treated with an HMGB1 siRNA-expression vector suppressed the induction of neuronal death. A mutant HMGB1 siRNA-expression vector did not suppress the induction of neuronal death, demonstrating a role of HMGB1 in neuronal death. Moreover, HMGB1-depletion in media conditioned by cotreatment with anti-HMGB1 antibody or with anti-RAGE antibody, a potential receptor for HMGB1, recovered neuronal cell survival to 81.0±4.0% and 79.0±4.0%, respectively, when added to fresh primary cortical cultures. These results indicate that extracellular HMGB1 released after zinc treatment induces neuronal death, which might aggravate zinc toxicity.
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