초록 ▼

I. 연구 개발의 목적 및 중요성
대다수의 화학적인 발암물질이 세포내에 있는 macromolecules 과 공유결합하는 것은 명확히 밝혀졌다. 그중에서도 특히 Benzo[a]pyrene 과 같은 polylic aromatic hydrocarbon 은 석탄, 담배등 천연 유기화합물중 환경오염물질로서 발암성이 높은 물질로 알려져 있다. 이들의 생체내 대사는 P450 mixed function oxidase 와 epoxide hydrase 등의 효소에 의하여 electrophilic reactive meta

I. 연구 개발의 목적 및 중요성
대다수의 화학적인 발암물질이 세포내에 있는 macromolecules 과 공유결합하는 것은 명확히 밝혀졌다. 그중에서도 특히 Benzo[a]pyrene 과 같은 polylic aromatic hydrocarbon 은 석탄, 담배등 천연 유기화합물중 환경오염물질로서 발암성이 높은 물질로 알려져 있다. 이들의 생체내 대사는 P450 mixed function oxidase 와 epoxide hydrase 등의 효소에 의하여 electrophilic reactive metabolite 가 되어 DNA와 protein 등의 고분자 물질과 결합하여 정상적인 세포의 기능을 상실하여 암을 유발한다는 것은 널리 알려져 있다. 최근에 이르러서는 암유전자가 발견되고 이 유전자의 발현 여부가 암세포의 유발과 직접 관련된다고 알려졌다.
본 연구는 화학적 발암원을 이용하여 배양중인 포유동물 세포에서 암세포를 유발시키고 이 과정에서 나타나는 암세포의 유발과정에 대한 생화학적 및 분자생물학적 기작을 규명함으로서 암세포 유발에 관한 종합적인 결론에 접근하고자 한다. 본 연구의 성공적 수행은 암의 조기진단에 대한 이론적 배경을 제공하고 암치료에 있어서도 새로운 방법을 마련하는데 이론적 기초를 정립할 수 있으리라고 확신한다.
선진제국에서 진행되고 있는 이 분야의 활발한 연구 활동에 비하면 우리나라 연구는 미진한 감이 적지 않다. 응용적 면을 고려하지 않더라도 본 연구는 포유동물에서 암세포의 기원에 대한 분자 생화학적 연구에 대한 확고한 기반을 마련하여 국제적으로 활발히 진행되고 있는 암연구에 대한 세계적 조류에 부응하고자 한다.
II. 연구 개발의 내용 및 범위
암세포 유발에 관한 분자적 접근을 위한 기초연구로서 아래와 같은 내용의 연구를 수행하였다.
1. 발암물질의 Reactive 한 대사물질과 DNA 의 결합을 규명하고 이 대사물질의 DNA topology 에 미치는 영향을 알아보고저 한다.
2. 발암물질에 의한 정상 세포가 암 세포로 변형되는 과정에서 나타난 인상 대사의 변화 특히, transformation된 세포에서 phospoinositol의 turnvover를 고찰하여 발암 기작을 연구하고자 한다.
3. 발암물질의 독성제거나 발암의 감소내지 방지한다고 하는 antioxitant인 BHA와 Se이 glutathione 대사에 미치는 영향 중 특히 glutatione S-transferase 효소들의 actibity와 발암과의 관계를 정립하고자 한다.
III. 연구 개발의 결과 및 활용에 대한 건의 화학적인 발암물질이 세포내에 있는 macromolecules과 공유결합하여 암을 유발한다는 것은 어느정도 증명이 되었다고 볼수 있다 (Autrup, 1978; Baird, 1973). 그중에서도 benzo[a]pyrene과 같은 polycyclic aromatic hydrocarbon등이 DNA와 결합하여 암을 유발하는 첫 단계가 되는 것으로 여겨진다(Gelboin, 1980). 본 연구에서는 새로운 medthylhydroxy기에 Sulfuric acid 등의 esterification 되어 reactive benzylic ester가 되어 DNA와 결합하여 암을 유발하는 과정을 규명하고자 한다. 이 과정에서 sulfortransferase 역할뿐아니라 이 효소의 작용을 억제하는 물질을 발견하면 암을 방지하는 데 크게 기여할 것으로 본다. 더 나아가선 이 ester 형태가 DNA topology에 미치는 영향을 분석하고저 한다. 이 DNA topology는 DNA relication 이나 recombination에 중요한 역할을 하고 발암과도 깊은 관계가 있는 것으로 생각된다.
세포가 transformation될 때 membrance phosphlipid에 변화가 오며 특히 phosphorylation이 일어나서 inositol phospholipid가 증가하고 inosiphate가 증가할 뿐 아니라 DNA polymerase의 활성도가 증가하는 등 여러 변화가 온다. 그 중에서도 membrance의 inositol phospholipid가 증가하는 것과 DNA polymeraseα의 phosphorylation이 증가하는 것은 서로 밀접한 관계가 있다고 본다. 위와 같은 실험에서 membrance에 변화를 주어서 그 signal이 genelevel 까지 전달되어 DNA에 변화를 가져 올 것으로 본다. 이와같이 membrance의 변화를 알아낼 수 있다면 transformation을 규명할 수 있으리라 본다. 더 나아가선 transformation된 세포에서 외부자극에 의하여 인산이노시톨의 변환(phosphoinositol trunover)을 알아봄으로써 암세포로 전환되는 과정에서 나타난 인산지방 대사의 변환이 어떻게 정상세포를 암세포로 변환시키는 2차 신호물질의 역할을 규명하고 분석함으로써 암발생 원인과 과정을 파악하여 발암의 뿐 아니라 그 방지 대책을 수립할 수 있을 것으로 본다.
BHA와 selenium 등의 물질이 암을 방지한다는 보고가 상당히 신빙성이 있으나 이런 물질이 어떤 작용에 의하여 암을 방지하는지 규명되어 있지 않다. 본 실험에서는 glutathione 대사내 관여하는 효소중 GSH S-transferase의 isozyme을 분리 정제하여 이 isozyme의 특성을 규명하여 발암물질과 결합등을 연구하는 것이 의미 있는 과제라고 생각되며 이는 발암물질이 DNA와 결합하기전에 선행되어 일어난다고 할 수 있다. 위와 같이 GSH metabolism에 관여하는 효소 특히 GSH S-transferase의 작용에 의하여 reactive한 intermediate가 제거 또는 중화 되는 것은 항암 작용의 중요한 기작이라고 본다.

Abstract ▼

There were multiple findings as result of studies.
Firstly, the binding of active metabolites of polycyclic aromatic hydrocarbon (PAH) to DNA can be measured. The binding of such a active metabolites to DNA can cause cancer initially. We would lilce to investigate that the newly metabolites, 6-s

There were multiple findings as result of studies.
Firstly, the binding of active metabolites of polycyclic aromatic hydrocarbon (PAH) to DNA can be measured. The binding of such a active metabolites to DNA can cause cancer initially. We would lilce to investigate that the newly metabolites, 6-sulfooxymethyl benzo[a]pyrene and sulfuric acid ester form bind DNA and change DNA topology, which can lead to cancer. During metabolism of PAH, sulfotransferass can be an important enzyme to produce the sulfuric acid ester form. We intend to illustrate the cirtical role of this sulfotransferase to estrify sulfonation and to bind DNA.
secondly, one of the possible mechanism for generating phenotypic change associated with transformation involve altered phosphorylation and turnover of the membrane phospholipids. We examnined phopholipid innositol metabolisrn and DNA polymerase a phosphorylation in cells transforrned by chemical carcinogen such as 3-methylcholanthrene.
Transformed cells exhibited increased level of inositol phospholipid and the second messenger inositol triphosphate. The activity of DNA polymerase a, one of the major nuclear enzyme in eukaryotic cells, was also elevated in transformed cells concomitant with higher phosphorylation of DNA polymerase α. Thirdly, several studies were shown that selenium and BHA decreases the incidence of cancer by inhibition of peroxidative damage. We attemped to reveal the role of Se and BHA on glutathione metabolism, especially on glutathione S-transferase. Administration of BHA in rats increased the amount of GSH and the activity of GSH S-transferase and glutathione reductase but deaeased the activity of glutathione peroxidase. Treatment of BHA increased the activities of L? and C? isozymes of GSH S-transferase but decreased the activities BL and neutral/acidic isozymes. Treatment of selenium (5ng/ml) to chinese hamster ovary cell increased the activities of GSH S-transferase and GSH-peroxidase at 48hrs. Further studies of mutation and DNA binding of carcinogen can explain how Se and BHA prevent cancer incidence from chemical carcinogen.

목차 Contents

• 제 1 장 총 론...12
• 제 2 장 Sulfoxymethy1-benzo[a]pyrene이 DNA의 binding 과 Mutation에 미치는 영향...14
• 1. 연구개요...14
• 2. 연구방법...14
• 3. 연구결과 및 고찰...15
• 제 3 장 지방대사와 암유전자의 발현...28
• 1. 연구개요...28
• 2. 연구방법...30
• 3. 주요 연구 결과 및 고찰...31
• 4. 앞으로의 방향...35
• 제 4 장 암의 방지 및 억제와 Glutathione의 관계...49
• 1. 연구개요...49
• 2. 연구방법...50
• 3. 주요 연구 결과 및 고찰...51
• 4. 앞으로의 방향...53
• 참고문헌...63