초록 ▼

현재까지의 연구 보고들에 의하면 활성산소종은 정상세포와 비교하여 암세포에서 생성 수준이 높으며 암의 발병 및 진행과정을 촉진하는데 있어서 중요한 인자로 받아들여지고 있음. 그러나 암세포에서 활성산소종의 생성원과 이들이 세포내에서 작용하는 분자적 수준에서의 신호전달 메커니즘에 관해서는 거의 알려져 있지 않음. 본 과제는 유방암 관련 암의 악성화 과정에 있어서 활성산소종의 역할 및 이에 수반되는 분자적 기전을 규명하는 것을 목표로 하였음. 세포수준에서 정상세포로 사용한 MCF10A 인간 유선 상피 세포와 비교하여 전이성 유방암 세포주인

현재까지의 연구 보고들에 의하면 활성산소종은 정상세포와 비교하여 암세포에서 생성 수준이 높으며 암의 발병 및 진행과정을 촉진하는데 있어서 중요한 인자로 받아들여지고 있음. 그러나 암세포에서 활성산소종의 생성원과 이들이 세포내에서 작용하는 분자적 수준에서의 신호전달 메커니즘에 관해서는 거의 알려져 있지 않음. 본 과제는 유방암 관련 암의 악성화 과정에 있어서 활성산소종의 역할 및 이에 수반되는 분자적 기전을 규명하는 것을 목표로 하였음. 세포수준에서 정상세포로 사용한 MCF10A 인간 유선 상피 세포와 비교하여 전이성 유방암 세포주인 MDA-MB231, MDA-MB435 및 Hs578T에서 활성 산소종의 수준이 현저히 높음을 확인하였음. NADPH oxidase (NOX) 시스템은 세포막에 존재하며 활성산소종의 생성을 유도하여 세포의 성장 조절에 중요한 역할을 하는 것으로 보고되어져 있음.
MCF10A, MDA-MB231, MDA-MB435 및 Hs578T 세포주에서 NOX의 isotype인 NOX1, NOX4, NOX5의 발현이 RNA 수준에서 현저히 증가되어 있음을 확인 함. 암세포의 전이는 여러 단계를 통하여 이루어지는데 그 중 초기 과정인 epithelial to mesenchymal transition (EMT)는 세포의 형태학적 변화로서 세포의 이동에 매우 중요함. EMT 형성 시, 상피세포의 마커 단백질인 E-cadherin의 발현이 소실 되어지며 mesenchymal marker인 N-cadherin의 발현은 증가됨. 또한 E-cadherin의 전사억제 단백질인 Snail의 발현도 이 과정에서 증가함. MCF10A 세포주와 비교하여 MDA-MB231, MDA-MB435 및 Hs578T 세포주에서 E-cadherin의 발현 감소오 Snail 및 N-cadherin의 발현 증가가 분명히 확인되었음. 위의 전이성 암세포주에 이중 간섭 RNA 형태의 NOX1, NOX4, NOX5 유전자를 도입하여 그 발현을 저해시킨 경우, EMT 과정에 수반되는 마커들의 변화가 현저히 감소되었음. 이러한 실험 결과는 EMT 과정을 유발하는 E-cadherin의 발현 소실이 NOX 단백질에서 유도되는 활성산소종에 기인함을 의미함.
NOX-derived 활성산소종의 타겟 신호단백질들을 탐색하는 과정에서 EMT를 유발하는 TGF-beta 신호체계가 중요함을 밝혀내었음. TGF-beta는 정상 유선상피 세포에서 세포의 성장 억제 조절 기능을 통하여 암 억제인자로 작용하지만 암 세포에서는 EMT를 포함한 암의 전이 과정을 촉진시키는 oncogene 으로서 작용하는 상반된 기능을 보임. TGF-beta 수용체인 TGF-beta receptor I (TβRI) 과 III (TβRIII)의 발현 증가가 MDA-MB231, MDA-MB435 및 Hs578T 유방암 세포주에서 확인되었음. 정상세포주인 MCF10A에 NOX1, NOX4 및 NOX5를 과 발현 시킨 경우, E-cadherin의 발현 감소와 Snail의 발현이 증가하는 결과를 확인하였으며 TβRI 과 TβRIII의 발현 역시 증가하였음. 또한 H2O2를 직접 MCF10A 세포주에 처리 한 조건에서 TβRI 과 TβRIII의 발현 증가가 확인 되었고 TGF-beta 처리 시, Smad2와 Smad3의 인산화가 현저히 증가함을 확인하였음. NOX에 의한 TβRIII의 발현 증가는 NF-kB 저해제인 sulindac과 IkB 과발현에 의해 현저히 감소되어 NF-kB 전사조절 단백질이 활성산소종의 downstream mediator로 작용하여 TβRIII 유존자 발현 조절에 관여함을 알 수 있음. siRNA를 이용한 TβRIII의 발현의 억제는 유방암 세포주의 이동, 침윤 및 Snail의 발현을 감소시켰고 E-cadherin의 발현은 부분적으로 회복 시켰음. Nude mouse를 사용한 동물실험 모델에서 암세포의 전이가 NOX1, NOX4, 및 NOX5의 발현을 동시에 knockdown 시킨 경우 현저히 감소함을 확인하였음. 이러한 연구 결과들을 종합하여 다음과 같은 결론을 내릴 수 있음. 유방 암 세포에서 NOX의 발현 증가에 따른 활성산소종 생성수준의 증가는 NF-kB 전사조절 단백질을 활성화 시켜 TβRIII의 유전자 발현을 증가시킴. 이러한 결과는 궁극적으로 암세포에서 TGF-beta 신호체계를 활성화 시키며 EMT 및 암세포의 이동과 침윤 능력을 증가시켜 암의 전이를 높이게 되는 결과를 초래함.

목차 Contents

• 일반연구자지원사업 최종(결과)보고서 ... 1
• 목차 ... 3
• Ⅰ. 연구결과 요약문 ... 4
• Ⅱ. 연구내용 및 결과 ... 5
• 1. 연구과제의 개요 ... 5
• 2. 국내·외 기술개발 현황 ... 7
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 9
• 4. 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도 ... 12
• 5. 연구결과의 활용 계획 ... 12
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 12
• Ⅲ. 연구성과 ... 13