초록 ▼

본 연구실에서 수행한 3십만여개의 약물 스크리닝 결과 나온 후보 약물 중, Baicalein이라는 약물이 대장암 세포주에서 MSH2 유전자 발현을 억제시키고 MMR pathway deficient한 상태로 만들었을 때, 동물 실험에서 대조군과 확실한 차이를 보이며 암 세포를 죽이는 것을 관찰함. 이에 따라 이 약물과 관련하여 MSH2 유전자에 관련된 유전자를 분석하기 위해 마이크로어레이와 Ribosome profiling RNAseq을 수행. 마이크로어레이 결과에서 두 개의 유전자(CYP1A1, CYP1B1)가 관련성이 높은 것으로

본 연구실에서 수행한 3십만여개의 약물 스크리닝 결과 나온 후보 약물 중, Baicalein이라는 약물이 대장암 세포주에서 MSH2 유전자 발현을 억제시키고 MMR pathway deficient한 상태로 만들었을 때, 동물 실험에서 대조군과 확실한 차이를 보이며 암 세포를 죽이는 것을 관찰함. 이에 따라 이 약물과 관련하여 MSH2 유전자에 관련된 유전자를 분석하기 위해 마이크로어레이와 Ribosome profiling RNAseq을 수행. 마이크로어레이 결과에서 두 개의 유전자(CYP1A1, CYP1B1)가 관련성이 높은 것으로 나옴. 두 유전자 모두 약물 대사에 관련된 유전자로 아직 명확한 대사 기작이 연구되어있지 않은 새로운 타겟임.

( 출처 : 요약서 )

Abstract ▼

The DNA mismatch repair (MMR) pathway plays a key role in the maintenance of genome stability by removing base-base mismatches and insertion/deletion loops that arise during DNA replication or as a result of DNA damage. These DNA lesions are first recognized by the MSH2/MSH6 (MutSalpha) or MSH2/MSH3

The DNA mismatch repair (MMR) pathway plays a key role in the maintenance of genome stability by removing base-base mismatches and insertion/deletion loops that arise during DNA replication or as a result of DNA damage. These DNA lesions are first recognized by the MSH2/MSH6 (MutSalpha) or MSH2/MSH3 (MutSbeta) heterodimer, which in turn recruits the MLH1/PMS2 (MutLalpha) or MLH1/PMS1 (MutLbeta) proteins. The MutS/MutL complex then loads exonuclease I to degrade the strand containing the mispair, and the resulting gap is filled in by Polymerase delta. The MMR proteins can also affect cell cycle control and apoptosis in response to certain types of DNA damage. For example, MutSalpha associates with CHK2 and is required for CHK2 activation. But how MutSalpha regulates CHK2 activation is still not clearly understood.

Impairing cell division of rapidly dividing cancer cells by small molecules has been a primary goal in the development of chemotherapeutic agents. However, Lynch Syndrome tumors have proven to be resistant to most conventional chemotherapeutic agents. Here we identified baicalein as a small molecule that could selectively kill MutSalpha-deficient cancer cells. Baicalein binds preferentially to mismatched DNA and induces a DNA damage response in a mismatch repair-dependent manner. In MutSalpha-proficient cells, baicalein can directly bind to MutSalpha and induce dissociation of CHK2 from MutSalpha. Dissociated CHK2 is then phosphorylated by ATM and activated to arrest cells in S phase for cell survival. In contrast, baicalein-mismatched DNA adducts do not induce a DNA damage response in MutSalpha-deficient cells. Continued replication in the presence of baicalein-mismatched DNA results in a high number of DNA double-strand breaks and ultimately leads to apoptosis. Lastly, baicalein treatment shrinks the xenografted tumors formed only from MutSalpha-deficient cancer cells.

Thus, we wanted to find the specific pathway of baicalein related to MSH2 deficiency, we made MSH2 gene knocked-down HT29 cell line with baicalein treatment and proceeded microarray and RNAseq. We found two candidate genes which related to cell metabolism. Collectively, we uncovered the molecular mechanism of the MutSalpha-dependent checkpoint activation using the small molecule baicalein, and demonstrated that baicalein offers an improved treatment option for patients with tumors having mismatch repair deficiency.

( 출처 : SUMMARY )

목차 Contents

• 표지 ... 1제출문 ... 2보고서 요약서 ... 3요약문 ... 4SUMMARY ... 56.1 총괄연구개발과제의 연구성과 실적 및 향후 계획 ... 67. 참여연구원 현황표 ... 7Ⅱ. 총괄연구과제 연구결과 ... 8 1. 연구개발과제의 배경 및 필요성 ... 9 2. 국내외 기술개발 현황 ... 11 3. 연구개발과제의 추진체계 ... 12 4. 연구개발수행 내용 및 결과 ... 13 5. 목표달성도 및 관련분야 기여도 ... 17 6. 향후 연구성과 추진 계획 ... 18 7. 연구개발결과의 파급효과 ... 18 8. 연구개발결과의 활용계획 ... 19 9. 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 19 10. 참고문헌 ... 20Ⅲ. 첨부서류 ... 21끝페이지 ... 28