Hypoxia-inducible factor(HIF)-1 활성 조절에 의한 고형암 세포의 항암요법에 대한 내성 극복 Circumvention of resistance against anti-cancer therapy in solid tumor cells by regulation of HIF-1 activity원문보기
보고서 정보
주관연구기관
부산대학교 Busan National University
연구책임자
김선희
보고서유형
최종보고서
발행국가
대한민국
언어
한국어
발행년월
2003-05
과제시작연도
2002
주관부처
보건복지부
사업 관리 기관
한국보건산업진흥원 Korea Health Industry Development Institute
등록번호
TRKO200400000238
과제고유번호
1460002720
사업명
보건의료기술개발사업
DB 구축일자
2013-04-18
키워드
HIF-1.항암요법.항암제 내성극복.고형암.DNA-PK.HIF-l.anti-cancer therapy.circumvention of drug resistance.solid tumor.DNA-PK.
초록▼
연구개발사업의 목적 고형암은 정상조직보다 낮은 oxygen tension (hypoxia) 의 범위를 가지며, 이는 방사선요법 및 암 화학 요법에 대한 내성획득의 원인이 될 뿐만 아니라 암의 전이도 증감시킨다. 본 연구에서는 HIF(hypoxia-inducible factor)-1 활성 조절과 관련된 signaling pathway 을 명확히 하여, 이의 결과를 토대로 하여 고형암의 hypoxia condition을 modulation 시킬 수 있는 modulator 를 개발하여 항암제 내성뿐만 아니라 방사선 내성세포에도 유효
연구개발사업의 목적 고형암은 정상조직보다 낮은 oxygen tension (hypoxia) 의 범위를 가지며, 이는 방사선요법 및 암 화학 요법에 대한 내성획득의 원인이 될 뿐만 아니라 암의 전이도 증감시킨다. 본 연구에서는 HIF(hypoxia-inducible factor)-1 활성 조절과 관련된 signaling pathway 을 명확히 하여, 이의 결과를 토대로 하여 고형암의 hypoxia condition을 modulation 시킬 수 있는 modulator 를 개발하여 항암제 내성뿐만 아니라 방사선 내성세포에도 유효한 가를 확인하여, 항암제 빛 방사선내성 극복을 포함하는 human solid tumor 치료에 효과적인 새로운 치료법 개발에 기여 하고자 한다. 연구방법 1) 세포주 Mouse HepaC1C7 및 이의 HIF-1β 결핍 HepaC4 cells, 그리고 human hepatoma HepG2 cells를 사용하였으며, 전이암세포로는 human glioma A375/P, A375/C5(low metastatic,), A375/C28 및 A375/SM (high metastatic) cells, human prostate PC3/P(parental cells) 이의 high metastatic PCMM2 cells 및 LNCaP(parental cells), 이의 high metastatic $LNCaP_{LN3}$ cells을 사용한다. 또한 Human colon KM12/P(parental cells), 이의 high metastatic KM12SM cells을 사용한다. MDR cells로는 mouse 및 human cell lines 각각 4종을 사용하였다/DNA-PK 활성변이주로서는 Ku-deficient $Ku70^{-/-}$ 및 $Ku80^{-/-}$세포 및 이의 parent 세포, 그리고 Ku overexpressed Ku7080-6세포와 parental Rat-1 세포, 그리고 DNA-PKcs deficient scid 및 parental CB-17 cells를 사용한다. 2) Cell Proliferation Assay 3) Electrophoretic Mobility Shift Analysis (EMSA) 4) Immunoblot Analysis 연구결과 1) Apoptotic pathway 의 signaling molecules 로서 drug 및 radiation sensitivity/resistance에 관련된 NF-$_{κ}B$ 및 DSB(DNA double strand break)의 작용과정에서 핵심적인 역할을 하고 있는 DNA-PK signaling pathway 의 HIF-1 활성과의 관련성을 밝힘. 2) 전이성 고형암세포 및 항암제 다제내성 세포에서의 hypoxic stress signals 에 대한 HIF-1 활성 증강 및 이와 관련한 DNA-PK 의 component 인 Ku70/80 의 증강에 기인한 이들의 활성을 억제시킬 수 있는 modulator 의 탐색하여 protein kinase A 가 유효함을 밝힘 3) 전이성 고형암세포에서의 HIF-la 및 Epidermal growth factor (EGF)의 receptor 인 EGFR 의 발현의 증강을 나타내며, HIF-1 활성과 관련된 DNA-PK 의 역할을 명확히 하였으며, 이를 바탕으로 암세포 항암제 내성에 대한 새로운 치료법 개발에 응용할 수 있는 방도를 모색하였음. 4) 새로 개발된 EGFR inhibitor 인 PKI166 가 전이성 고형암세포 뿐만 아니라 항암제 다제내성 암세포에서도 항암제의 효과를 증강시켜 이들 세포에서의 항암제에 대한 내성을 극복시킬 수 있는 새로운 chemosensitizer 가 될 수 있음을 밝힘.
Abstract▼
Purpose of Research Human solid tumors are invariably less well oxygenated than normal tissues. This leads to resistance to radiotherapy and anticancer chemotherapy, as well as predisposing for increased tumor metastases. Therefore, tumor hypoxia is potentially exploitable in cancer treatment sin
Purpose of Research Human solid tumors are invariably less well oxygenated than normal tissues. This leads to resistance to radiotherapy and anticancer chemotherapy, as well as predisposing for increased tumor metastases. Therefore, tumor hypoxia is potentially exploitable in cancer treatment since it takes advantage of the selective induction under hypoxia of the transcription factor HIF-l (hypoxia-inducible factor-1). Our present studies provide HIF-l as novel targets for future effective molecular anti-cancer therapy. Methods of Research 1) Cell Lines Mouse HepaClC7 cells and its HIF-lβ defficient HepaC4 cells, and human hepatoma HepG2 cells were used for HIF -1 regulation. Also, human glioma A375/P and its various metastatic varients, human prostate PC3/P and LNCaP cells and each metastatic varient, and human colon KM12/P and its metastatic cells were used for the relationship between HIF-1 and metastasis. Ku or DNA-PKcs deficient and its parental cells, and the multidrug-resistant (MDR) varients also used in this study. 2) Cell Proliferation Assay 3) Electrophoretic Mobility Shift Analysis (EMSA) 4) Immunoblot Analysis Result of Research 1) DNA-PK and NF-$_{κ}B$ activated in certain cancers and promoted cancer-therapy resistance. Our result revealed that these molecules that were closely associated with HIF-1 regulation (hypoxia-response pathway), which implicate HIF-1 inhibition as an important new approach for the treatment of recurring tumor. 2) The expressions of HIF-l and Ku70/80, component of DNA-PK, were markedly increased in metastatic solid tumor and MDR cells and we showed protein kinase A that inhibited the expressions of HIF-l and Ku70/80 was effective to enhance the sensitivity of anticancer drug against these therapy-resistant cells. 3) HIF-la and the EGFR expressions of highly metastatic solid cells were significantly more enhanced than those of their parental non-metastatic or low metastatic cells and, the modulation of these molecules could be applicate to the development of new anti-cancer therapy as target molecules. 4) PKI166, the newly developed EGFR tyrosine kinase inhibitor, showed the inhibitory effect on HIF-la and DNA-PK expression, and, it resulted in the chemosensitization of anticancer drugs against metastatic solid tumor cells, as well as MDR cells.
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