류마티스 관절염은 활액막 내의 염증성 세포와 cytokine의 침적으로 인한 만성적인 염증이 계속 진행되어 연골과 뼈의 파괴 등이 발생하는 특징을 가진 심각한 자가면역질환의 일종이다. Calcineurin은 면역 세포의 활성화를 책임지는 대표적인 세포 내 신호전달 단백질이다. Calcineurin의 억제제로 알려진 Cabin-1을 과발현시키는 유전자 치료를 통해 류마티스 관절염의 새로운 치료법을 시도하게 되었다. 본 연구에서는 EL-4 세포에 calcineurin 저해제인 Cabin-1을 과발현시켜 배양된 세포에서 유전자의 발현정도와 발현의 지속성을 측정하고자 하였다. 또한 형질전환된 류마티스 모델 동물의 간, 림프절, 비장 등의 조직에서 Cabin-1 단백질 발현여부를 조사하고자 하였다. 그 결과 calcineurin이 EL-4 세포에서 발현함을 확인하였으며 calcineurin의 생리학적 억제제인 Cabin-1유전자를 transfection했을 경우 calcineurin phophatase activity가 감소됨을 확인하였다. 또한 Cabin-1의 생체 내 기능을 해석하기 위한 형질전환 생쥐를 생산하였으며 간, 비장, 폐, 말초혈액단핵세포 및 림프절에서 Cabin-1의 발현을 검증하였다. 그러나 Cabin-1 유전자가 T 세포의 발생과 활성에 영향을 끼쳐 심한 면역결핍증상으로 인해 Cabin-1 형질전환 생쥐의 계통을 유지할 수가 없었다. 결론적으로 calcineurin을 억제하는 Cabin-1유전자의 발현 벡터를 구축하였으며 이는 in vivo에서 Cabin-1유전자와 calcineuirn사이의 기작 및 Cabin-1의 기능을 해석하는데 중요한 매개가 될 수 있다. 또한 류마티스 관절염을 포함하여 루푸스, 다발성 경화증, 당뇨병 등과 같은 다양한 면역질환의 발병 원인을 밝혀내고 치료에 응용될 수 있다.
Rheumatoid arthritis (RA) is characterized by a tumor-like expansion of the synovium, which is composed of proliferation, infiltrating leukocytes and angiogenesis. Calcineurin is expressed and plays a critical role in inflammatory arthritis. Calcineruin binding protein (Cabin)-l associates with calcineurin, leading to a non-competitive inhibitor of calcineurin activity. We investigated the expression pattern of calcineurin in inflammatory arthritis. The overexpression of Cabin-1 inhibited calcineurin phosphatase activity in in vitro. Moreover, we produced the T cell-specific Cabin-I transgenic mice but they died without transmitting the transgene to offspring. The Cabin-1 transgenic mice have a dominant lymph node expression and a wide tissue distribution. It is postulated that transgenic mice died from the critical effects of the transgene on T cell development or activation. Data suggests that the inhibition of calcineurin by the overexpression of Cabin-1 may be an effective strategy for the suppression of inflammatory arthritis.
