Protein kinase C 및 MAPK pathway가 Runx2의 전사 활성에 미치는 영향

THE EFFECT OF PKC PATHWAY & MAPK PATHWAY ON RUNX2 TRANSCRIPTIONAL ACTIVITY

조골 세포의 분화에 중요한 역할을 하는 전사 인자인 Runx2는 그 역할은 많이 알려져 있지만, 이를 조절하는 신호 전달체계에 대해서는 많이 알려지지 않았다. 이에 본 연구에서는 조골 세포의 분화 및 증식에 영향을 미친다고 알려진 PKC 및 MAPK pathway가 Runx2에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. PKC활성화에 따른 Runx2의 전사 활성 및 발현 양상을 관찰하기 위해 6XOSE2-C2C12 cell에 PKC 활성제를 처리하여 luciferase assay와 Northern blot analysis를 시행하였다. MAPK 활성화에 따른 Runx2의 전사 활성을 관찰하기 위해 MAPK 활성제를 6XOSE2-C2C12 cell에 처리하여 luciferase assay를 시행하였다. 두 신호 전달 체계의 활성화에 따른 골 표지 유전자의 전사 양상을 관찰하기 위해 osteocalcin과 osteopontin을 transient transfection한 C2C12 cell에 각 신호 전달 체계의 활성제를 처리하여 luciferase assay를 시행하였다. 또한 각 신호 전달 체계가 상호 작용하는지 알아보기 위하여 MAPK 억제제를 전처리하여 MAPK pathway를 차단한 1 시간 뒤 PKC 활성제를 처리하고 luciferase assay를 시행하여 Runx2의 전사 활성을 관찰하였다. 이상의 실험으로 다음과 같은 결론을 얻었다. - PKC pathway의 활성화는 Runx2의 전사 활성 및 발현을 증가시키고 이로 인해 그의 영향을 받는 골 표지 유전자 (osteopontin, osteocalcin)의 전사도 증가한다. - MAPK pathway의 활성화는 Runx2 및 골 표지 유전자 (osteopontin, osteocalcin)의 전사활성을 증가시킨다. - PKC pathway는 MAPK pathway를 경유하여 Runx2의 전사 활성을 조절한다.

Runx2, a Runt-related osteoblast-specific transcription factor, is essential for osteoblast differentiation and function. Runx2 was identified as a key regulator of osteoblast-specific gene expression through its binding to the OSE2 element present in these genes. However, little is known about the signaling mechanism regulating Runx2 activity. This study examines the role of protein kinase C (PKC) pathway and mitogen-activated protein kinase (MAPK) pathway in regulating Runx2 and bone marker genes (osteopontin; OP, osteocalcin; OC). Luciferase assay and Northern blot analysis suggested that the stimulation of PKC by PMA increased transcription activity of Runx2 and bone marker genes (OP and OC) and also increased expression of Runx2. The stimulation of MAPK by okadaic acid increased transcription activity of Runx2 and bone marker genes (OP and OC). Pretreatment with PD98059 (Erk pathway inhibitor) and SB203580 (P38 pathway inhibitor) prior to PMA treatment decreased PMA stimulated Runx2 activity. Together these results indicate that both PKC and MAPKs are involved in the regulation of Runx2 activity and also the stimulation of Runx2 transcriptional activity by the PKC pathway is through activation of MAPK pathway.