Microglial activation in the central nervous system is a key event in the neuroinflammation that accompanies neurodegenerative diseases such as Alzheimer`s disease (AD). Among cytokines involved in microglial activation, amyloid $\beta$ (A$\beta$) peptide is known to be a key molecule in the induction of diverse inflammatory products, which may lead to chronic inflammation in AD. However, proteomic studies of microglia in AD are limited due to lack of proper cell or animal model systems. In this study, we performed a proteomic analysis of A$\beta$-stimulated human microglial cells using SILAC (stable isotope labeling with amino acids in cell culture) combined with LC-MS/MS. Results showed that 60 proteins increased or decreased their abundance by 1.5 fold or greater. Among these, ER-resident proteins such as SERPINH1, PDIA6, PDIA3, and PPIB were revealed to be key molecular biomarkers of human microglial activation, by validation of the proteomic results by immunostaining, PCR, ELISA, and western blot. Taken together, our data suggests that ER proteins play an essential role in human microglial activation by Aβ and may be important molecular therapeutic targets for treatment of AD.
중추신경계에서 미세아교 세포의 활성화는 알츠하이머 병과 같은 퇴행성 뇌질환을 동반하는 신경염증반응에 가장 중요한 사건이다. 미세아교 세포의 활성화에 관련된 사이토카인 (cytokine) 중, 아밀로이드 베타 (A$\beta$) 펩타이드는 알츠하이머 병에서 다양한 염증 산물을 유도하여 만성 염증을 일으킬 수 있는 핵심 물질로 알려져있다. 그러나 알츠하이머 병에서의 프로테옴 연구는 적당한 세포나 동물 모델이 부족한 한계가 있다. 이 연구에서 우리는 LC-MS/MS와 결합된 SILAC (stable isotope labeling with amino acids in cell culture) 방법을 이용하여 아밀로이드 베타에 의해 자극된 인간 미세아교 세포의 프로테옴 분석을 수행하였다. 그 결과 1.5 배 이상 증가하거나 감소한 60 개의 단백질을 찾았다. 면역염색번, RT-PCR, ELISA, 웨스턴 블라팅으로 프로테옴 결과를 검증하여 그 중에 SERPINH1, PDIA6, PDIA3, PPIB 같은 ER-상주 단백질이 인간 미세아교 세포 활성화의 핵심 분자 바이오마커임이 드러났다. 이와 함께, 우리의 결과는 ER 단백질이 아밀로이드 베타에 의한 인간 미세아교 세포의 활성화에 중요한 역할을 하고 알츠하이머 병 치료에 대한 중요한 분자적인 치료 타켓이 될 수 있음을 제안한다.
