임상병리학과/박사[한글] P62는 신호전달체계에 관련된 PKC zeta, RIP, TRAF-6등과 같은 다양한 세포내물질들과 결합하는 단백질이며 세포외에서 전달되는 다양한 신호에 의해 유전자가 활성화되어 그 단백질이 증가하는 것으로 알려져 있다. 또한 p62는 프로테아좀(proteasome)활성도를 저
해하면 세포내에 inclusion구조를 형성하는데 최근에는 간암에서 발견되는 hyaline body의 주된 구성성분으로 보고되었다. 이번 연구의 목적은 p62가 세포내 inclusion(시퀘스토좀으로 명명함)을 형성하는 기전을 연구함으로써 각종 질병에서 보고되고 있는 다양한 inclusion의 형성기전과 병리학적 의의를 간접적으로 이해하고자 하였다.
프로테아좀 활성도 저하시 (1) p62 단백질이 핵주변부위에 시퀘스토좀(sequestosome)을 형성하며 (2) p62 유전자가 활성화되어 그 단백질량이 증가하고 또한 (3) 시퀘스토좀형성시 microtubule과 actin filament가 관여한다. 프로테아좀 활성도 저하시 p62 유전자가
활성화되어 그 단백질양이 증가하고 이것이 세포질내에 작은 시퀘스토좀을 형성한 후 microtubule을 따라 핵주변부위로 이동해 하나의 큰 시퀘스토좀을 형성한다.또한 PKC zeta가 p62단백질에 의한 시퀘스토좀 형성에 중요한 조절인자인 것으로 생각된다.
이러한 시퀘스토좀 형성기전을 병리학적 inclusion 형성기전과 비교 이해하기위해 30명의 간암환자 조직에서 p62 단백질 양을 확인하였다. 대부분의 간암조직에서 p62 단백질의 증가를 확인하였으며 그 RNA transcripts의 증가도 확인하였다. 또한 hyaline body 형성과 간암발달에 p62 단백질의 증가가 중요한 역할을 하는 것으로 추측되어진다.
또한 프로테아좀 활성도 회복시에 시퀘스토좀에 있던 p62 단백질이 세포질로 다시 방출된다는 사실과 p62 단백질이외에 NF-k B활성신호전달체계에 관계된 RIP, NF-k B, PKC lambda도 프로테아좀 활성도 저하시 시퀘스토좀 형성이 유도되는 것을 확인하였다.
결론적으로 시퀘스토좀 형성 및 제거는 세포활동에 필수적인 중요한 기전의 하나인 것으로 사료되며 이러한 시퀘스토좀 형성기전의 이상이 간암에서 발견되는 hyaline body와 같은 inclusion 구조가 형성되는데에 관련되어 있는 것으로 추정된다.
[영문]
P62 binds to multiubiquitin chain and to a few signaling molecules such as PKC zeta, RIP and TRAF-6, and is thought to aid the signal transduction for the NF-kB activation induced by TNF alpha, IL-l, NGF. Recent studies also show that the p62 gene can be activated by various extracellular signals or oxidative stress and its gene product constitutes the major component of intracytoplasmic hyaline bodies in hepatocellular carcinoma. Interestingly, upon inhibition of proteasomal activity,
p62 is recruited to form a cytoplasmic inclusion (termed the 'sequestosome') at the perinuclear region. As p62 binds to multiubiquitin chains and forms intracytoplasmic inclusion structure (sequestosome), it is possible that pathological progress of the sequestosome structure might account for the formation of ubiquitin-positive cytoplasmic inclusions found in a number of diseases.
In the present study, (1) we have examined the mechanism involved in the formation of the p62-inclusion structure. Results show that reduced proteasomal activity induces the formation of the p62-sequestosome, increase of p62 level in the detergent-insoluble fraction without noticeable changes in the soluble fraction, the activation of the p62 gene, and that the formation of the p62-sequestosome requires intact micro tubules and actin fIlaments. These results strongly suggest the presence of certain capacity for the cell to keep p62 in soluble state. Beyond
this capacity, p62 molecules are sequestered from the cytosol by forming small sequestosomal structures. Then the small sequestosomes migrate to and accumulate at the centrosomal area using microtubules. Interestingly, the increased PKC zeta
level suppresses the p62-sequestosome formation, thus indicating that availability of PKC zeta for heterodimerization with p62 determines the sequestosome formation.
But, in primary human diploid fibroblast, only small sequestosomes are formed by proteasomal inhibition. Next, (2) we demonstrated that the induction of p62 expression was increased in hepatocellular carcinoma and the level of p62 elevation
correlated to the presence of intracytoplasmic hyaline bodies.These results suggest that induction of p62 expression is associated with the development of hepatocellular carcinoma and the formation of hyaline bodies and that p62 can be used as a useful tumor marker for diagnosis of hepatoma. Strikingly, (3) we found that p62 molecules was released from the sequestosomal structure into the cytosol by recovering proteasomal activity and also we examined that RIP, NF-kB and PKC lambda were recruited into the sequestosomal structure by inhibition of proteasomal
activity.
In conclusion, these results lead us to propose that the formation and release of sequestosome may be a general mechanism for cellular activities and disorder of this mechanism may cause the formation of inclusion structures found in a number of
diseases such as hepatocellular carcinoma and neurodegenerative diseases.ope
