[논문]유방암 세포 주 MCF-7에서의 녹차 추출물이 p53 경로에 미치는 영향

곽인석

doi:10.5352/jls.2018.28.11.1316

유방암 세포 주 MCF-7에서의 녹차 추출물이 p53 경로에 미치는 영향
Effects of Green Tea Extract on the p53 Pathway in the MCF-7 Breast Cancer Cell Line 원문보기

생명과학회지 = Journal of life science, v.28 no.11 = no.223, 2018년, pp.1316 - 1320

초록
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녹차(GT) 추출물의 효과를 인간 유방암 유래 세포인 MCF-7 세포를 사용하여 조사 하였다. GT추출물의 세포 독성 효과를 MTT 방법을 사용하여 관찰한 결과, MCF-7 세포는 현저한 세포 독성 효과를 보였고, 이 독성 효과는 GT추출물 농도 의존적으로 증가하였다. p53과 관련 단백질인 p21/cip1과 CDK2의 연관성을 조사하기 위해 GT추출물 처리 후 웨스턴 분석법을 통해 이들 단백질의 발현을 조사하였다. GT추출물 처리 후, MCF-7 세포에서 p53 단백질의 양은 농도에 따라 현저하게 증가 하였다. p21/cip1 단백질의 발현은 낮은 농도의 GT추출물에서 증가되며, 고농도에서도 감소하지 않았다. 그러나 CDK2의 단백질의 양은 높은 농도의 GT추출물에서 CDK2 발현의 급격한 감소가 관찰되었다. 이 결과는 GT추출물의 처리는 MCF-7 세포에서 p53와 p21/cip1를 증가시켜, 그 결과로 활성화 된 p21/cip1는 CDK2의 발현을 억제 함을 나타내고 있다. GT추출물이 MCF-7 세포의 세포주기에 어떤 영향을 미치는지 확인하기 위하여 FACS 분석으로 관찰한 결과, MCF-7 세포에서 세포주기의 G1 단계가 점차 증가하는 결과를 보였다. 이 결과는 GT추출물의 유방암 세포에서의 항암 효과는 세포주기의 G1 단계에서 MCF-7 세포를 정지시키는 p53에 의해 조절된다는 사실을 명확하게 보여 주고 있다.

Abstract ▼ AI-Helper

The effects of a green tea extract (GTE) were examined using the MCF-7 human breast cancer cell line. Cell viability assays using 3-(4,5-Dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide (MTT) assays revealed that GTE had a significant cytotoxic effect on MCF-7 cells, depending on the concentration of GTE. Western blotting of p53 and its related proteins, p21/cip1 and CDK2, after GTE treatment revealed that a significant and concentration dependent increase in p53 protein in response to GTE. The levels of p21/cip1 proteins were also increased at low GTE concentrations were significantly increased even at the highest GTE concentrations. However, the level of CDK2 was significantly decreased by treatment with high concentrations of GTE. These results indicate that treatment with GTE increased the p53 level in MCF-7 cells, and this activation of p53 markedly elevated the levels of p21/cip1proteins, which, in turn, inhibited CDK2 expression in the MCF-7 cells. The inhibition of CDK2 expression might then affect cell cycle progression. Subsequent FACS analysis indicated that GTE treatment the gradually increased progression of the MCF-7 to the G1 phase. These results clearly demonstrate that the anti-tumor effect of GTE in MCF-7 cells is regulated by p53 arrest of the MCF-7 cells at the G1 stage of cell cycle.

주제어

표/그림 (5)

그림 Fig. 1. Cytotoxicity of MCF-7 cells by different concentrations of green tea extract. MCF-7 cells were treated with GT extract (3, 6, 9, 12, and 20 ug/ml) and 50% of DMSO was used as control (Ct: 0) for 16 hr and cell viability was measured by the MTT assay.
그림 Fig. 2. Effect of green tea extracts on the level of p53, p21/cip1 and CDK2 in MCF-7 cells. MCF-7 cells were treated with GT extract (0, 3, 9 and 20 ug/ml) for 16 hr and the expression of p53, p21/cip1 and CDK2 protein was analyzed by Western blot.
그림 Fig. 3. The distribution of MCF-7 cells in the cell cycle after treating with green tea extract for 16 hr. MCF-7 cells were treated with 0 and 3, 9 and 20 ug/ml of GT extract and cells were evaluated for DNA contents by flow cytometric analysis.
표 Table 1. The distribution of MCF-7 cells in the cell cycle after treating with 0 and 3, 9 and 20 ug/ml of GT extract
그림 Fig. 4. Schematic representation of the effects of green tea extract on the cell cycle of MCF-7 cells. The treatment of GT extract increases p53 and p21/cip1 in MCF-7 cells. GT inhibits the CDK2 expression and induces growth arrest at the G1 stage of cell cycle in MCF-7 cells.

AI 본문요약
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문제 정의

세포의 DNA가 손상을 입었는지 점검한 후, 손상된 DNA를 복구하는 과정에 관여한다[4, 12]. 본 연구는 GT추출물의 유방암에 대한 작용기전을 유방암 세포에서 연구하여, GT추출물이 종양억제인자인 p53의 진행경로에 관여함을 규명하여 유방암 연구 및 치료를 위한 기본 자료를 제공하려 한다.

제안 방법

3, Table 1). MCF-7 세포에서 GT추출물에 의한 세포 생존율 결과를(Fig. 1) 참고하여 0, 3. 9 및 20ug/ml의 GT추출물을 처리한 후, 세포주기인 G0, G1, S과 G2를 비교하였다, 그 결과를 control 그룹과 과 비교 하였을 때, 세포주기의 G0단계가 감소됨이 관찰되었고, 다음 단계인 G1단계는 현저하게 증가됨이 관찰되었다(Table 1). G1 다음의 단계인 S단계나 G2단계는 감소됨이 관찰되었다(Fig.
많은 연구에서 인체 암에서 P53의 돌연변이가 발견되었으나, 유방암에 미치는 GT의 영향 중 p53의 역할에 관한 연구는 잘 알려져 있지 않다. 본 연구에서는 GT추출물의 처리로 유방암 유래 세포가 보이는 반응과 항암 및 종양억제 조절인자로 알려져 있는 p53과 p21/cip1 및 CDK2 단백질의 변화 패턴을 관찰하여(Fig. 2), 세포주기 관련된 신호전달 과정을 연구하였다(Fig. 4). GT추출물은 MCF-7 세포에서 p53 단백질의 양을 증가시키며, 증가된 p53는 그 하위(downstream) 유전자인 p21/cip1를 증가시킨다(Fig.

대상 데이터

녹차는 전라남도 보성녹차 연구소에서 판매되는 녹차 잎을 구입하여 건조 한 후, 2-3 mm의 크기로 분쇄한 후 추출용 시료로 사용하였다. 70℃에서 MeOH로 4시간 처리 후 진공조건에서 용매를 제거한 후, 30.
인체 유방암 유래 세포주인 MCF-7은 American Type Culture Collection (Rockville, MD, USA)에서 분양 후 사용하였다. 세포배양에 사용된 Dulbecco's Modified Eagle's Medium: Nutrient Mixture과 Ham's F12, fetal bovine serum과 페니실린-스트렙토마이신 등 은 Gibco/BRL (Gaitherburg, MD, USA)에서 구입하였다.

성능/효과

4). GT추출물의 처리는 유방암 유래 MCF7 세포의 생존을 현저히 감소하여 항암효과가 있음을 보여주며(Fig. 1), Western blot 결과에서 관찰된 p53의 현저한 변화는 GT추출물의 항암효과는 p53 의존성 임을 입증하였다(Fig. 2). 또한 유방암 세포에 미치는 GT추출물의 효과는 p21/cip1과 CDK2 등 세포 주기에 관여하는 단백질에도 영향을 미치는 것으로 관찰되었으며(Fig.
2). 감소된 CDK2는 cyclin-CDK2의 활성화를 억제하며 그 결과 세포 주기의 진행을 중단시킨다(Fig. 4). GT추출물의 처리는 유방암 유래 MCF7 세포의 생존을 현저히 감소하여 항암효과가 있음을 보여주며(Fig. 1), Western blot 결과에서 관찰된 p53의 현저한 변화는 GT추출물의 항암효과는 p53 의존성 임을 입증하였다(Fig. 2). 또한 유방암 세포에 미치는 GT추출물의 효과는 p21/cip1과 CDK2 등 세포 주기에 관여하는 단백질에도 영향을 미치는 것으로 관찰되었으며(Fig.
3). 이 결과는 MCF-7 세포에 미치는 GT추출물의 영향은 유방암 세포를 세포주기의 G1단계에서 정지(arrest)하여, 세포 주기의 진행을 중단하는 작용을 함을 확인할 수 있었다.

후속연구

이 실험의 결과는 EGCG의 처리는 세포주기 관련 단백질발현의 활성화로 세포 사멸(apoptosis)를 유도한다는 사실과 일치한다[11, 14]. 녹차 추출물 같은 천연 추출 물질의 세포 내 유전자/단백질 조절에 관한 기전에 관한 연구에 의한(Fig. 4.) 세포의 신호전달 과정의 이해는 새로운 치료제의 연구 개발에 도움을 줄 수 있다.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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