[논문]인체 유방암세포 MDA-MB-231에서 건칠(乾漆) 추출물이 PI3K/AKT 신호경로를 통한 caspase 의존적 apoptosis 유발에 미치는 영향

홍상훈; 박상은

doi:10.22246/jikm.2017.38.4.409

인체 유방암세포 MDA-MB-231에서 건칠(乾漆) 추출물이 PI3K/AKT 신호경로를 통한 caspase 의존적 apoptosis 유발에 미치는 영향
Caspase-dependent and Akt-pathway Regulated Rhus Verniciflua Stokes Extract-induced Apoptosis in Human Breast Carcinoma MDA-MB-231 Cells 원문보기

대한한방내과학회지 = The journal of internal Korean medicine, v.38 no.4, 2017년, pp.409 - 418

홍상훈 (동의대학교 한의과대학 한방내과) , 박상은 (동의대학교 한의과대학 한방내과)

Abstract ▼ AI-Helper

In Korea, Rhus verniciflua Stokes is used to purge hardness, alleviate blood stasis, and treat cancer. However, the mechanisms of related anti-cancer activity are not fully understood in human cancer cells. This study investigated the anti-cancer effects and mechanisms of Rhus verniciflua Stokes on MDA-MB-231 human breast cancer cells and found that treatment with a Rhus verniciflua Stokes extract resulted in time- and concentration-responses that indicated growth inhibition of breast cancer cells by induced apoptosis. This was followed by a decrease in mitochondrial membrane potential; the activation of caspase-3, -8, and -9; and the up-regulation of tBid. Caspase-dependent apoptosis was induced through the inhibition of phosphatidylinositol 3-kinase (PI3K) and the Akt signaling pathway. This study provides evidence that Rhus verniciflua Stokes might be useful for the treatment of breast cancer.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

본 연구에서는 XE에 의한 유방암 세포의 증식억제 및 세포자살 유발에 따른 항암효과에 대한분자생물학적 연구를 진행하였다.

제안 방법

XE 처리에 의한 MDA-MB-231 인체 유방암 세포의 증식 억제가 apoptosis 유발과 연관성이 있는 것을 확인하였기에, 이와 연관된 apoptosis의 기전해석을 위하여 apoptosis의 중요 조절자로 알려진 Bcl-2 family 단백질의 발현에 미치는 XE의 영향을 조사하였다. Fig.
다음으로 apoptosis 유발에 있어서 중요한 역할을 하는 것으로 알려진 caspase-3, -8 및 -9의 발현 및 활성에 미치는 XE의 영향을 조사하였다. Fig.
다음으로 세포 성장 및 암 발생에 있어 중요한 신호전달 경로로 알려진 PI3K/Akt 경로의 발현에 미치는 XE에 영향에 대해 조사하였다. Fig.

대상 데이터

본 실험에 사용된 XE는 충북 옥천군 소재 (주)참옻들에서 생산된 참옻 분말을 구입하여 사용하였다. 참옻 분말의 생산은 특허 제 10-1228119호, 특허 제 10-0763320호에 의거하여 제조되었다.
본 실험에 사용한 인체 유방암 MDA-MB-231세포는 American Type Culture Collection(Rockville, MD, USA)에서 분주 받아 10%의 우태아혈청(fetalvovine serum, FBS) 및 1%의 penicillin 및 streptomycin이 포함된 RPMI-1640 배지(Gibco BRL, Grand Island, NY, USA)를 사용하여 37 ℃, 5% CO₂ 조건 하에서 배양하였다.

데이터처리

모든 실험결과는 평균±표준편차로 표시하였고 SigmaPlot(Systat Software Inc., San Jose, CA, USA)을 이용하여 Student t-test를 이용하여 통계적 유의성을 얻었다.

성능/효과

이상의 결과를 종합해 보면 인체 유방암세포주인 MDA-MB-231에 XE을 처리하였을 경우에 유발되는 세포 생존율 감소와 증식억제의 항암활성은 apoptosis 유발과 밀접한 연관이 있으며, XE에 의한 apoptosis 유발에는 Bid 단백질 조절을 통한 미토콘드리아의 기능 이상과 caspase의 활성화와 기질단백질들의 분해가 중요한 역할을 하는 것으로 조사되었다. 뿐만 아니라 세포의 생존의 중요한 역할을 수행하는 것으로 알려진 PI3K/Akt pathway를 통해서 XE에 의한 apoptosis가 조절 받는다는 것을 확인하였다. 본 연구에서는 XE의 암세포 apoptosis 유발을 통한 효과적인 천연물 항암제로의 가능성을 제시하고 있으며, XE의 생화학적 항암기전 해석을 이해하고 향후 지속적인 연구를 위한 귀중한 자료로 사용될 것으로 생각된다.
이상의 결과를 종합해 보면 인체 유방암세포주인 MDA-MB-231에 XE을 처리하였을 경우에 유발되는 세포 생존율 감소와 증식억제의 항암활성은 apoptosis 유발과 밀접한 연관이 있으며, XE에 의한 apoptosis 유발에는 Bid 단백질 조절을 통한 미토콘드리아의 기능 이상과 caspase의 활성화와 기질단백질들의 분해가 중요한 역할을 하는 것으로 조사되었다. 뿐만 아니라 세포의 생존의 중요한 역할을 수행하는 것으로 알려진 PI3K/Akt pathway를 통해서 XE에 의한 apoptosis가 조절 받는다는 것을 확인하였다.

후속연구

뿐만 아니라 세포의 생존의 중요한 역할을 수행하는 것으로 알려진 PI3K/Akt pathway를 통해서 XE에 의한 apoptosis가 조절 받는다는 것을 확인하였다. 본 연구에서는 XE의 암세포 apoptosis 유발을 통한 효과적인 천연물 항암제로의 가능성을 제시하고 있으며, XE의 생화학적 항암기전 해석을 이해하고 향후 지속적인 연구를 위한 귀중한 자료로 사용될 것으로 생각된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	apoptosis유발에 결정적인 역할을 수행하는 것은?	다음으로 apoptosis유발에 결정적인 역할을 수행하는 caspase는 initiator caspases 및 effector caspases로 구분되어지는데 특히 effector caspase인 caspase-3의 경우에는 extrinsic pathway에 의하여 활성화되는 initiator caspases인 caspase-8과 intrinsic pathway에 의하여 활성화되는 initiator caspases인 caspase-9에 의하여 활성화되어 여러 종류의 기질 단백질들은 분해함으로서 apoptosis를 유발하는 중요한 유전자로 알려져 있다18. 활성화된 Caspase-3는 새포 항상성 유지에 작용하는 PARP와 같은 기질단백질 cleavage 시키거나 분해시켜 apoptosis 유발하는 것으로 알려져 있다19.
	XE에 의한 MDA-MB-231 세포의 생존율 감소와 증식 억제의 의한 항암 활성이 apoptosis 유발과 밀접한 관련이 있는 것으로 사료되는 근거는?	1A). 이러한 생존율 감소 및 증식 억제 현상이 apoptosis 유발과 어떠한 연관성이 있는지를 확인하기 위하여 유세포분석기를 이용하여 apoptosis 유발 세포군에 해당하는 sub-G1기에 속하는 세포들의 빈도를 측정한 결과, XE을 처리하지 않았을 경우에 비하여 XE 처리 농도와 시간이 증가함 따라 sub-G1기에 해당하는 세포가 현저하게 증가하였다(Fig. 1B).
	Apoptosis의 역할은?	Apoptosis은 생물의 발생 단계 조절에서 뿐만 아니라 항상성 유지에 중요한 역할을 수행한다. 인체 내에서 apoptosis의 교란은 암과 같은 여러 가지 질환을 유발하는 것으로 알려져 있으며, 암세포의 성장억제를 통한 암 치료 있어서 apoptosis의 유발이 중요한 표적으로 생각되어진다13.

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