초록 ▼

본 과제에서는 steroid sulfatase (STS)의 암 발생 및 전이 기전에 대하여 연구하였다. 최근 STS가 유방암 및 전립선암 발생의 주요 관련 인자임이 밝혀지면서 STS 저해를 통한 항암 약물의 개발이 진행되고 있다. 본 과제에서는 STS의 생체 내 발암 기전을 밝힘으로써 항암 약물의 다양한 target을 제공하는 데 기여하였다.
1차년도에는 pcDNA3.1zeo(+) vector에 STS cDNA를 삽입하여 STS expression vector를 제조하였다. STSexpression vector를 전립선 암 세

본 과제에서는 steroid sulfatase (STS)의 암 발생 및 전이 기전에 대하여 연구하였다. 최근 STS가 유방암 및 전립선암 발생의 주요 관련 인자임이 밝혀지면서 STS 저해를 통한 항암 약물의 개발이 진행되고 있다. 본 과제에서는 STS의 생체 내 발암 기전을 밝힘으로써 항암 약물의 다양한 target을 제공하는 데 기여하였다.
1차년도에는 pcDNA3.1zeo(+) vector에 STS cDNA를 삽입하여 STS expression vector를 제조하였다. STSexpression vector를 전립선 암 세포주 PC-3 cells에 transient transfection하여 STS를 과발현시킨 후 CCKassay를 통하여 cell viability를 측정한 결과 STS 과발현에 의하여 세포 증식이 유도됨을 확인하였다. 이어STS 과발현에 의해 발현 정도가 변하는 gene들을 찾기 위해 STS가 과발현된 세포에서 얻은 mRNA를 이용하여 microarray를 진행하였으며 이 결과 IL29, IFITM1, IFIT3 gene들이 증가함을 확인하였고, SLMO2gene이 감소함을 확인하였다. 세포 증식을 유도하는 STS의 upstream에서 STS의 발현을 유도하는 기전을 파악하기 위한 연구에서, 염증성 cytokine중의 하나인 TNF-α이 PI3K/AKT pathway에 관여하여 AKT의 Thr308/Ser473 잔기의 인산화를 유도하고 이를 통해 STS의 발현을 증가시킨다는 것을 발견하였다. TNF-α에 의한 STS 발현 유도는 전립선 암세포 PC-3 cell 외에도 LNCap cell, 유방암세포 MCF-7 cell과 MDA-MB231 cell에서도 나타남이 확인되었다. 이러한 STS에 의한 세포 증식이 STS silencing으로 저해될 수 있을지를 평가하기 위하여 신규 siRNA를 제작하여 STS knockdown 후 cell viability assay를 한 결과, STS 저해에 의한 세포 증식 억제 또한 확인되었다.
2차년도에는 STS가 PI3K/AKT pathway를 통해 유도된다는 것을 밝힌 1차년도 결과를 토대로, 또다른 STS 유도기전을 밝혀내기 위하여 PI3K/AKT pathway 유도 인자로 알려진 IGF-II의 STS에 대한 효과를 확인해본 결과, IGF-II가 PI3K/AKT pathway를 통해 STS 발현을 유도하며 그 외에도 MAPKpathway와 NF-κB signaling을 통해 STS의 발현을 조절함이 밝혀졌다. 또한 STS 유발 기전이 promoter region에 대한 영향에 의한 것인지 파악하기 위하여 STS luciferase vector를 제작하여 IGF-II에 의한 효과를 확인한 결과, IGF-II가 STS promoter activity를 높인다는 것이 확인되었다.
추가적으로 IGF-II가 STS외에도 17β-hydroxysteroid dehydrogenase type 1,3과 estrone sulfotransferase와 같은 estrone 생성에 관련된 효소의 발현을 조절하는 것 또한 발견되었다. IGF-II 외에도 염증성 cytokine을 유도하는 LPS 역시 NF-κB pathway를 통해 STS의 발현을 유도함이 확인되었다. 이와 같이 STS의 발현을 유도하는 upstream의 기전을 밝힌 후, 이어서 STS에 의해 일어나는 downstream의 기전을 밝히기 위한 연구를 수행하였다. 그 결과, STS가 Wnt signaling pathway를 통해 세포 증식 및 전이를 유발한다는 것이 밝혀졌다. 추가적으로 항암제에 의한 세포사멸에 STS가끼치는 영향을 살펴보았으나 큰 관련은 없다는 결론이 얻어졌다.
3차년도에는 STS 세포증식 및 전이를 유도하는 기전에 Wnt signaling pathway가 관여한다는 2차년도 결과를 토대로, 구체적인 기전을 연구하였다. 그 결과, STS 과발현에 의해 EMT
(Epithelial-mesenchymal transition)이 유도되어 이를 통해 암 전이가 유발됨이 확인되었으며, EMT에 의해 β-catenin의 cytosolic level 증가 및 target gene 발현 유도를 통해 세포 증식 또한 유도될 수 있음을 유추할 수 있었다. 이어서 이러한 STS 과발현에 의한 결과들이 STS의 enzyme activity에 의해 얻어지는 결과인지 알아보기 위하여, STS에 의해 DHEA-S에서 DHEA가 생성되는 enzymatic process가 STS 과발현에 의해 유도되며 STS specific inhibitor에 의해 이 과정이 저해되는 것을 먼저 확인하였다. 이후 STS에 의해 유도되는 또 다른 세포 증식 유도 기전에 대한 연구를 수행하여, glycolysis가 STS 과발현 및 STS 생성물인 DHEA에 의해 유도된다는 것이 확인되었다. 또한 STS의 기능 평가를 위한 in vivo 모델 구축을 위하여 STS transgenic mouse를 개발하였다.

목차 Contents

• 일반연구자지원사업 최종(결과)보고서 ... 1
• 목 차 ... 3
• Ⅰ. 연구결과 요약문 ... 4
• Ⅱ. 연구내용 및 결과 ... 5
• 1. 연구과제의 개요 ... 5
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 5
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 5
• 4. 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도 ... 7
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 8
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 8
• Ⅲ. 연구성과 ... 9