초록 ▼

▶ 연구개발사업 목적
암화 및 암세포의 전이는 암세포와 세포외기질 (ECM)의 연속적인 결합의 생성 및 붕괴에 의해서 조절되고 있는데, 이 과정은 특히 세포표면의 세포결합 수용체 (adhesion receptor)에 의해서 조절되고 있음.
그 중 하나가 syndecan임. 특히 syndecan-2는 대장암에서 발현이 증가되어 있어, 대장암 활성 및 전이에 필수적일 것으로 생각됨. 따라서 대장암에서 선택적으로 발현이 증가된 syndecan-2에 의한 대장암 암활성 조절기전을 규명하고 syndecan-2 기능 억제를 이용한

▶ 연구개발사업 목적
암화 및 암세포의 전이는 암세포와 세포외기질 (ECM)의 연속적인 결합의 생성 및 붕괴에 의해서 조절되고 있는데, 이 과정은 특히 세포표면의 세포결합 수용체 (adhesion receptor)에 의해서 조절되고 있음.
그 중 하나가 syndecan임. 특히 syndecan-2는 대장암에서 발현이 증가되어 있어, 대장암 활성 및 전이에 필수적일 것으로 생각됨. 따라서 대장암에서 선택적으로 발현이 증가된 syndecan-2에 의한 대장암 암활성 조절기전을 규명하고 syndecan-2 기능 억제를 이용한 대장암 활성/전이 억제 펩타이드를 개발하고자 함.
▶ 연구방법
대장암 환자 조직 및 대장암 동물 모델을 이용하여 대장암 발병과 syndecan-2 발현의 연관성을 조사하고, 동시에 syndecan-2 발현이 낮은 정상 상피세포와 syndecan-2 발현이 다른 대장암세포들에서 syndecan-2의 발현을 인위적으로 조절함으로서 syndecan-2 발현이 대장암세포의 이동/침윤등의 암활성에 미치는 영향 및 이에 의한 암활성 조절 신호전달 기전을 조사함으로서 syndecan-2에 의한 대장암 이동/전이 기전을 규명함. 이를 바탕으로 syndecan-2의 기능을 억제하는 펩타이드를 제작하고, 이들이 대장암 세포의 암활성 및 전이에 미치는 영향을 조사함으로서 대장암 활성을 억제하는 펩타이드를 개발함.
▶ 연구결과
(1) syndecan-2에 의한 대장암 암활성 조절기전 규명
Syndecan-2에 의한 대장암 활성 조절기전을 규명하기 위해, 먼저 암 진행 단계별로 대장암 환자 시료를 분류하고 이를 이용하여 대장암의 초기 단계에서 syndecan-2의 발현이 증가함을 확인하였고, AOM을 이용한 대장암 동물 모델을 통해 이를 재확인하였음. 또한 syndecan-2 발현을 변화시킨 대장암 세포주에서 syndecan-2 발현이 증가하면 대장암 활성이 증가한다는 사실을 세포주와 동물모델을 이용하여 확인하였음. 이때 증가된 syndecan-2는 세포외기질에서 MMP-7의 발현 및 분비 증가를 유도하고, 분비된 pro-MMP-7과 결합함으로서, 세포표면에서 pro-MMP-7의 분포를 조절하고, pro-MMP극이 활성화를 유도하는 docking receptor로 작용한다는 사실을 규명하였음. 또 한편으로 세포 내부적으로 syndecan-2는 FAK/PI-3 kinase, 또는 다른 기전을 통해 Tiam-1의 활성화를 조절하고, 계속적으로 Rac의 활성을 조절함으로서 대장암의 활성을 조절한다는 사실을 규명함으로서 전반적인 syndecan-2에 의한 대장암 세포의 암활성 조절기전을 규명함.
(2) syndecan-2 기능 억제를 이용한 대장암 활성/전이 억제 펩타이드를 개발
대장암 활성의 주요한 조절인자인 syndecan-2 기능을 억제하는 펩타이드를 개발하기 위해 6 종류의 재조합단백질과 2종류의 10mer 펩타이드, 3종류의 5mer 펩타이드를 순차적으로 제작하고 이들을 이용하여 HCT116 대장암세포의 이동/침윤의 억제효과를 재검증한 결과, RAELTS 아미노산 서열이 대장암 활성 억제 효과가 있는 것으로 확인되었으며, NMR을 이용한 10mer 펩타이드 구조 연구 결과 RAELTS가 암활성 및 전이를 억제하는 motif일 것으로 가능성을 확인하였음.

Abstract ▼

Cell surface heparan sulfate proteoglycan, syndecan-2, is known to be crucial for the tumorigenic activity in colon carcinoma cells. However, the mechanism by which syndecan-2 regulates colon carcinogenesis is unclear. Therefore, we investigated the regulatory mechanism of syndecan-2 in colon cancer

Cell surface heparan sulfate proteoglycan, syndecan-2, is known to be crucial for the tumorigenic activity in colon carcinoma cells. However, the mechanism by which syndecan-2 regulates colon carcinogenesis is unclear. Therefore, we investigated the regulatory mechanism of syndecan-2 in colon cancer cells. Increased syndecan-2 mRNA expression was detected in 72.7% of human colon adenocarcinoma tissue samples, but only 18.2% of neighboring normal epithelium. Interestingly, increased syndecan-2 expression was detected in 65% of primary tumors from patients who did not undergo metastasis, but only 20% of the metastatic cancers. Syndecan-2 expression was also increased in colons of mice with azoxymethane-induced adenoma and carcinoma in situ, further suggesting that syndecan-2 may be important during early colon tumorigenesis. Consistent with this notion, syndecan-2-overexpressing HT-29 colon adenocarcinoma cells showed enhanced migration/invasion, anchorage-independent growth and primary tumor formation in SCID mice, paralleling their morphological changes into highly tumorigenic cells. Our experiments also revealed that syndecan-2 overexpression enhanced secretion of matrix metalloproteinase-7 (MMP-7), and that syndecan-2 directly interacted with pro-MMP-7, and potentiated the enzymatic activity of pro-MMP-7 by activating its processing into the active MMP-7, suggesting the role of syndecan-2 as a docking receptor for pro-MMP-7. In addition, syndecan-2 enhanced migration/invasion of most of colon cancer cells and it was through activation of Rac. Taken together all these data suggest that syndecan-2 plays a key role in the regulation of tumorigenic activity in colon cancer cells.
On the other hand, cell based assay using the recombinant syndecan-2 protein and synthetic peptide derived from the extracellular domain of syndecan-2 showed that amino acid residue -RAELTS- inhibited the tumorigenic activities such as migration/invasion of HCT116 colon carcinoma cells. Therefore, these data suggest that syndedcan-2 may be strong candidate markers for future diagnosis and management of colon cancer and the possibility of developing the synthetic peptide to inhibit syndecan-2 function to control colon cancer.

목차 Contents

• 표지 ...1
• 제출문 ...2
• 목차 ...3
• I. 연구개발결과 요약문 ...4
• 요약문 ...4
• Project Summery ...6
• II. 연구개발과제 연구결과...7
• 1. 연구개발과제의 최종 연구개발 목표...7
• 2. 연구개발과제의 연구대상 및 방법...9
• 3. 연구개발과제의 연구개발결과...14
• 4. 연구개발과제의 연구결과 고찰 및 결론...32
• 5. 연구개발과제의 연구성과 및 목표달성도...33
• 6. 연구개발과제의 활용계획...37
• 7. 참고문헌...38
• 8. 첨부서류...40