$\require{mediawiki-texvc}$
  • 검색어에 아래의 연산자를 사용하시면 더 정확한 검색결과를 얻을 수 있습니다.
  • 검색연산자
검색연산자 기능 검색시 예
() 우선순위가 가장 높은 연산자 예1) (나노 (기계 | machine))
공백 두 개의 검색어(식)을 모두 포함하고 있는 문서 검색 예1) (나노 기계)
예2) 나노 장영실
| 두 개의 검색어(식) 중 하나 이상 포함하고 있는 문서 검색 예1) (줄기세포 | 면역)
예2) 줄기세포 | 장영실
! NOT 이후에 있는 검색어가 포함된 문서는 제외 예1) (황금 !백금)
예2) !image
* 검색어의 *란에 0개 이상의 임의의 문자가 포함된 문서 검색 예) semi*
"" 따옴표 내의 구문과 완전히 일치하는 문서만 검색 예) "Transform and Quantization"

과학기술 지식인프라 ScienceON

상세검색 다국어 입력
도움말도움말
쳇봇 이모티콘
안녕하세요!
ScienceON 챗봇입니다.
궁금한 것은 저에게 물어봐주세요.

논문 상세정보

MyON담기
내보내기

방사선 모사 미생물 유래 리보솜 스트레스에 의한 대장암 스페로이드 구조 결함 유발

Structural Disorganization of Intestinal Tumor Spheroid by Microbial Ribotoxins

Microbiology and biotechnology letters = 한국미생물·생명공학회지 v.47 no.1 , 2019년, pp.164 - 171  
김주일 (부산대학교 의과학과 ) ;  김중곤 ( 부산대학교 의과학과 ) ;  유미라 ( 부산대학교 의과학과 ) ;  문유석 ( 부산대학교 의과학과)
초록

기존에는 방사선 요법은 효과에 비해 소화기 점막 궤양 등 부작용이 많다. 본 연구는 방사선의 작용을 모사하는 방사선 모사 미생물 유래 리보솜 스트레스 반응을 이용하여 방사선 치료의 한계를 대체할 기전적 방법을 모색하고자 한다. 암 치료의 평가를 위해서 대장암의 비균질적인 세포구성, 종양줄기세포 및 주위 미세환경 및 배양 기질 등의 상호작용을 고려할 수 있는 소화기암 스페로이드를 이용하였다. 대조군 대장암 스페로이드에 비해서 리보솜 스트레스하에서는 스페로이드 구조가 상대적으로 큰 군집을 형성하였다. 하지만 이는 구조 자체가 매우 섬긴 세포간 구성을 가진 스페로이드였으며 스페로이드 형성과정의 크기 수축은 대조군에 비해 매우 느리게 나타났다. 대조군은 강하게 뭉친 소규모 클러스트의 집합체가 최종적으로 스페로이드를 형성하여 물리적 손상을 받아도 단단한 소규모 클러스트는 유지되나 리보솜 스트레스 하에서는 물리적 손상에 의해 형태가 파손 후에는 스페로이드 형성이 거의 일어나지 않았다. 기전적으로 리보솜 스트레스 하에서 암세포의 군집하는 이동속도는 매우 느렸으며, 뭉치더라도 세포-세포간 접합부위가 상대적으로 적었다. 이 대장암 스페로이드를 이종 및 동종 이식을 통해 동물에서 증식 시 종양 조직 형성이 매우 억제되었으며, 형성이 되어도 세포-세포간 접합에 핵심단백질인 E-cadherin의 발현이 매우 감소 됨을 알 수 있었다. 결론적으로 방사선 모사 미생물 유래 리보솜 스트레스는 종양 스페로이드 세포 이동 및 접합을 저해하여 3차원 구조 형성 결함을 유발하였으며, 향후 방사선을 대체하여 약물적으로 방사선 항암효과를 구현하는 기반을 제공한다.

Abstract

Radiation therapy has many side effects, such as digestive mucosal ulcers, without regard to its efficacy. The purpose of this study is to address an alternative method to replace the limitation of radiation therapy using radiomimetic microbial ribotoxins. In the evaluation of cancer therapy, we analyzed the formation of colorectal cancer (CRC) cell spheroids, which can take into account the heterogeneous cellular constitution, tumor stem cells, and the surrounding microenvironment. Ribotoxic stress interfered with the spheroid structure composed of relatively small clusters. Spheroids under ribotoxic stress were structurally sparse and their shrinkage was very slow. In the control group, the clusters of strongly aggregated cells were resistant to physical stress, but the ribotoxic stress-exposed spheroids were easily broken up by the physical stress. Moreover, the ribosome-insulted CRC cells slowly migrated to form clusters and the cell-cell junctional points in the ribosome-insulted spheroids were rarer than those in the control CRC spheroid. Moreover, levels of the cell-to-cell junctional protein E-cadherin were suppressed by ribotoxic stress in both allograft and xenograft spheroids. In conclusion, the radiomimetic microbial ribotoxins induced structural defects in CRC cell spheroids via retardation of migration and cell-cell junction in the formation of three-dimensional structures, and provides a basis for the mechanism of pharmacological radiomimetic anticancer actions as an alternate to radiotherapy against cancer.

주제어

#Cancer spheroid   #colorectal cancer cell   #radiation   #ribosomal stress  

본문요약 

문제 정의
  • 본 연구에서는 대장암 세포주의 3차원 스페로이드 구조체를 대상으로 하여 방사선의 작용을 모사하는 방사선 모사 리보솜 스트레스 반응을 이용하여 종양 제어 효과를 검토하고자 한다.

    현재, 필요 성장인자 및 필수 영양분 등의 다양한 배양 배지 조성에 따른 다양한 생체 유사 스페로이드 배양세포들이 보고되어 있다. 본 연구에서는 대장암 세포주의 3차원 스페로이드 구조체를 대상으로 하여 방사선의 작용을 모사하는 방사선 모사 리보솜 스트레스 반응을 이용하여 종양 제어 효과를 검토하고자 한다. 특히 이들 대장암 스페로이드 형성 시 조직의 세포이동 및 세포간 구조의 변화를 파악하여 향후 방사선 치료의 한계를 극복하여 화학적 리보솜 스트레스 반응을 이용하여 암 치료 가능성을 평가하고자 한다.

가설 설정
  • Fig. 1의 구성을 바탕으로 느린 이동에 따른 느슨한 구조물이 형성 될 수 있다는 가설을 바탕으로 고배율과 스페로이드를 고정 염색하여 내부 구성을 자세하게 관찰하였다.

    Fig. 1의 구성을 바탕으로 느린 이동에 따른 느슨한 구조물이 형성 될 수 있다는 가설을 바탕으로 고배율과 스페로이드를 고정 염색하여 내부 구성을 자세하게 관찰하였다. 이들 클러스트를 높은 해상도의 관찰을 해보면 단위 면적 당 세포의 밀도를 정성적으로 볼 수 있다.

본문요약 정보가 도움이 되었나요?

질의응답 

키워드에 따른 질의응답 제공
핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
악성고형물인 종양
악성고형물인 종양의 특징은 무엇인가?
암세포 주변의 미세환경 및 간질세포와의 상호작용을 통해 종양 특이 증식 및 생존 신호가 전달되는 복잡 계를 대표하는 비균질적 병태 구조물이다

악성고형물인 종양은 암세포 주변의 미세환경 및 간질세포와의 상호작용을 통해 종양 특이 증식 및 생존 신호가 전달되는 복잡 계를 대표하는 비균질적 병태 구조물이다[1]. 특히 대장암은 다른 고형 암의 발병원인에 비해 유전적 요인보다는 산발적인 요인(sporadic factor)이 75%를 차지한다 [2−4].

방사선의 특이적인 작용
종양 극복을 위해, 방사선의 특이적인 작용에 대한 암세포의 이해와 함께 필요한 지식은 무엇인가?
조직의 구조적인 형태, 종양 주변의 면역, 신경, 혈관 등의 미세 환경, 그리고 고형암 구성 조직의 비균질적인 특질도 종양을 극복하는데 매우 중요하다.

암 치료에 있어 방사선의 특이적인 작용에 대한 생물학적 이해는 이를 기반으로 효율적인 방사선 대체 치료연구에서도 매우 중요한 사안이다. 현대의 암 표적에 있어 암세포 자체와 함께 조직의 구조적인 형태, 종양 주변의 면역, 신경, 혈관 등의 미세 환경, 그리고 고형암 구성 조직의 비균질적인 특질도 종양을 극복하는데 매우 중요하다. 특히, 방사선이나 비선택적 화학치료제에 의한 악성종양조직의 종양개시세포(tumor-initiating cell)의 선택적 생존은 암조직의 자가 재생(self-renewal) 능력을 항진시키며 암의 재발과 전이, 내성의 핵심 세포 구성으로 인식되고 있다[5−7].

기존에는 방사선 요법
기존에는 방사선 요법의 부작용은 무엇인가?
소화기 점막 궤양 등

기존에는 방사선 요법은 효과에 비해 소화기 점막 궤양 등 부작용이 많다. 본 연구는 방사선의 작용을 모사하는 방사선 모사 미생물 유래 리보솜 스트레스 반응을 이용하여 방사선 치료의 한계를 대체할 기전적 방법을 모색하고자 한다.

질의응답 정보가 도움이 되었나요?

저자의 다른 논문

문유석(6)

참고문헌 (29)

  1. 1. Allinen M, Beroukhim R, Cai L, Brennan C, Lahti-Domenici J, Huang H, et al. 2004. Molecular characterization of the tumor microenvironment in breast cancer. Cancer Cell 6: 17-32. 
  2. 2. Manfredi S, Lepage C, Hatem C, Coatmeur O, Faivre J, Bouvier AM. 2006. Epidemiology and management of liver metastases from colorectal cancer. Ann. Surg. 244: 254-259. 
  3. 3. Jin K, Gao W, Lu Y, Lan H, Teng L, Cao F. 2012. Mechanisms regulating colorectal cancer cell metastasis into liver (Review). Oncol. Lett. 3: 11-15. 
  4. 4. O'Brien CA, Pollett A, Gallinger S, Dick JE. 2007. A human colon cancer cell capable of initiating tumour growth in immunode-ficient mice. Nature 445: 106-110. 
  5. 5. Cho RW, Clarke MF. 2008. Recent advances in cancer stem cells. Curr. Opin. Genet. Dev. 18: 48-53. 
  6. 6. Abdullah LN, Chow EK. 2013. Mechanisms of chemoresistance in cancer stem cells. Clin. Transl. Med. 2: 3. 
  7. 7. Kozovska Z, Gabrisova V, Kucerova L. 2014. Colon cancer: cancer stem cells markers, drug resistance and treatment. Biomed. Pharmacother. 68: 911-916. 
  8. 8. Ong CW, Kim LG, Kong HH, Low LY, Iacopetta B, Soong R, et al. 2010. CD133 expression predicts for non-response to chemotherapy in colorectal cancer. Mod. Pathol. 23: 450-457. 
  9. 9. Du L, Wang H, He L, Zhang J, Ni B, Wang X, et al. 2008. CD44 is of functional importance for colorectal cancer stem cells. Clin. Cancer Res. 14: 6751-6760. 
  10. 10. Huang EH, Hynes MJ, Zhang T, Ginestier C, Dontu G, Appelman H, et al. 2009. Aldehyde dehydrogenase 1 is a marker for normal and malignant human colonic stem cells (SC) and tracks SC overpopulation during colon tumorigenesis. Cancer Res. 69: 3382-3389. 
  11. 11. Ricci-Vitiani L, Lombardi DG, Pilozzi E, Biffoni M, Todaro M, Peschle C, et al. 2007. Identification and expansion of human colon-cancer-initiating cells. Nature 445: 111-115. 
  12. 12. Moon Y. 2011. Mucosal Injuries due to Ribosome-Inactivating Stress and the Compensatory Responses of the Intestinal Epithelial Barrier. Toxins 3: 1263-1277. 
  13. 13. Maresca M, Fantini J. 2010. Some food-associated mycotoxins as potential risk factors in humans predisposed to chronic intestinal inflammatory diseases. Toxicon 56: 282-294. 
  14. 14. Mishra S, Tewari P, Chaudhari BP, Dwivedi PD, Pandey HP, Das M. 2016. Deoxynivalenol induced mouse skin tumor initiation: Elucidation of molecular mechanisms in human HaCaT keratinocytes. Int. J. Cancer. 139: 2033-2046. 
  15. 15. Graziani F, Pujol A, Nicoletti C, Pinton P, Armand L, Di Pasquale E, et al. 2015. The food-associated ribotoxin deoxynivalenol modulates inducible NO synthase in human intestinal cell model. Toxicol. Sci. 145: 372-382. 
  16. 16. Yoder JM, Aslam RU, Mantis NJ. 2007. Evidence for widespread epithelial damage and coincident production of monocyte chemotactic protein 1 in a murine model of intestinal ricin intoxication. Infect. Immun. 75: 1745-1750. 
  17. 17. Islam Z, Gray JS, Pestka JJ. 2006. p38 Mitogen-activated protein kinase mediates IL-8 induction by the ribotoxin deoxynivalenol in human monocytes. Toxicol. Appl. Pharmacol. 213: 235-244. 
  18. 18. Iordanov MS, Pribnow D, Magun JL, Dinh TH, Pearson JA, Chen SL, et al. 1997. Ribotoxic stress response: activation of the stress-activated protein kinase JNK1 by inhibitors of the peptidyl transferase reaction and by sequence-specific RNA damage to the alpha-sarcin/ricin loop in the 28S rRNA. Mol. Cell Biol. 17: 3373-3381. 
  19. 19. Shifrin VI, Anderson P. 1999. Trichothecene mycotoxins trigger a ribotoxic stress response that activates c-Jun N-terminal kinase and p38 mitogen-activated protein kinase and induces apoptosis. J. Biol. Chem. 274: 13985-13992. 
  20. 20. Park SH, Choi HJ, Yang H, Do KH, Kim J, Moon Y. 2010. Repression of peroxisome proliferator-activated receptor gamma by mucosal ribotoxic insult-activated CCAAT/enhancer-binding protein homologous protein. J. Immunol. 185: 5522-5530. 
  21. 21. Zhou HR, Lau AS, Pestka JJ. 2003. Role of double-stranded RNA-activated protein kinase R (PKR) in deoxynivalenolinduced ribotoxic stress response. Toxicol. Sci. 74: 335-344. 
  22. 22. Laskin JD, Heck DE, Laskin DL. 2002. The ribotoxic stress response as a potential mechanism for MAP kinase activation in xenobiotic toxicity. Toxicol. Sci. 69: 289-291. 
  23. 23. Birgersdotter A, Sandberg R, Ernberg I. 2005. Gene expression perturbation in vitro--a growing case for three-dimensional (3D) culture systems. Semin. Cancer Biol. 15: 405-412. 
  24. 24. Edmondson R, Broglie JJ, Adcock AF, Yang L. 2014. Threedimensional cell culture systems and their applications in drug discovery and cell-based biosensors. Assay Drug Dev. Technol. 12: 207-218. 
  25. 25. Kim JB. 2005. Three-dimensional tissue culture models in cancer biology. Semin. Cancer Biol. 15: 365-377. 
  26. 26. Choi HJ, Kim J, Do KH, Park SH, Moon Y. 2013. Prolonged NF-kappaB activation by a macrophage inhibitory cytokine 1-linked signal in enteropathogenic Escherichia coli-infected epithelial cells. Infect. Immun. 81: 1860-1869. 
  27. 27. Fluckiger A, Dumont A, Derangere V, Rebe C, de Rosny C, Causse S, et al. 2016. Inhibition of colon cancer growth by docosahexaenoic acid involves autocrine production of TNF ${\alpha}$ . Oncogene 35: 4611-4622. 
  28. 28. Howard A, Tahir I, Javed S, Waring SM, Ford D, Hirst BH. 2010. Glycine transporter GLYT1 is essential for glycine-mediated protection of human intestinal epithelial cells against oxidative damage. J. Physiol. 588: 995-1009. 
  29. 29. Oh CK, Lee SJ, Park SH, Moon Y. 2016. Acquisition of chemoresistance and other malignancy-related features of colorectal cancer cells are incremented by Ribosome-inactivating stress. J. Biol. Chem. 291: 10173-10183. 

문의하기 

궁금한 사항이나 기타 의견이 있으시면 남겨주세요.

Q&A 등록

원문보기

원문 PDF 다운로드

  • ScienceON :
  • KCI :

원문 URL 링크

원문 PDF 파일 및 링크정보가 존재하지 않을 경우 KISTI DDS 시스템에서 제공하는 원문복사서비스를 사용할 수 있습니다. (원문복사서비스 안내 바로 가기)

이 논문과 연관된 기능

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

DOI 인용 스타일

"" 핵심어 질의응답