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목적 : 저자들은 이전 연구에서 변이 TGFBI (Transforming growth factor-β-induced) 단백질이 각막 섬유아세포의 리소좀에 축적됨을 보고한 바 있다. 이는 TGFBI 단백질을 포함하는 세포외기질의 분포 및 순환의 이상을 의미하는 바, 이것의 세포내외 수송과정을 더욱 구체적으로 밝히어 TGFBI 관련 각막 이상증의 병태생리를 이해하고자 하였다.
방법 : 각막이식술에서 얻은 동형접합, 이형접합 과립형 각막이상증 환자의 각막 섬유아세포와 쥐 배아 섬유아세포를 각각 배양하였다. 소포체/골지체 분비작용, 클라트린 세포내포작용, 자가포식작용, 리소좀 분해작용, 유비퀴틴 프로테오좀 등에 대한 inhibitor 처리를 하였고 또한 Pulse-chase labeling 을 한 후 웨스턴 검출법, 면역형광염색, 면역침강법 및 투과전자현미경 등을 통하여 TGFBI 단백질의 세포내 이동경로를 분석하였다.
결과 : 세포배양 실험결과, 제2형 과립형 각막이상증 환자 각막 섬유아세포는 정상대조군에 비해 새로 생성되는 TGFBI 단백질의 세포소포체/골지체 매개 분비가 지연되어 있었다. 뿐만 아니라, 쥐 배아 섬유아세포에 외부 TGFBI 단백질을 처치하여 면역염색한 결과 TGFBI가 αγβ3 integrin을 이용한 내포작용을 통해 세포내 리소좀으로 이동하는 것을 확인하였으며, 각 억제제를 투여한 반응에서 이것이 클라트린이 아닌 카베올라 매개 경로임을 알 수 있었다. TGFBI 단백질의 세포내 함입은 유비퀴틴 매개 경로 또한 관여하였다. 면역염색 및 투과전자현미경 실험 결과, 사람 각막 배양 섬유아세포에서도 동일 현상을 확인하였다.
결론 : 변이 TGFBI 단백질의 세포내 수송과정 이상은 세포외기질의 제거에 이상을 가져와 TGFBI 관련 각막 이상증을 일으킬 수 있다. 본 연구는 TGFBI 단백질의 기질 축적을 조절함에 있어, 각막 섬유아세포의 카베올라 매개 내포작용 경유 리소좀으로의 단백질 이동이 중요함을 밝힌 바, TGFBI 관련 각막 이상증 치료의 새로운 표적을 제시하였다.
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