초록 ▼

발암과정과 암 치료 효과 측면에서 autophagy의 중요성과 autophagy 조절 약제들의 효과에 대한 연구는 폐암에서 아직 미천한 상황이다. 본 연구에서는 먼저 비소세포폐암 세포를 대상으로 다양한 autophagy 관련 유전자들을 검색하고 확보해 나가면서, 방사선치료로 유발되는 autophagy 관련 유전자들의 후성유전학적 변화를 관찰하고자 하였다. 두 번째로 이 유전자들의 조절이 폐암 세포의 생존과 방사선감수성에 각각 어떠한 영향을 미치는지를 살펴보고 이 과정에서 나타나는 폐암세포의 여러 가지 변화를 분석하여 새로운 폐암 치

발암과정과 암 치료 효과 측면에서 autophagy의 중요성과 autophagy 조절 약제들의 효과에 대한 연구는 폐암에서 아직 미천한 상황이다. 본 연구에서는 먼저 비소세포폐암 세포를 대상으로 다양한 autophagy 관련 유전자들을 검색하고 확보해 나가면서, 방사선치료로 유발되는 autophagy 관련 유전자들의 후성유전학적 변화를 관찰하고자 하였다. 두 번째로 이 유전자들의 조절이 폐암 세포의 생존과 방사선감수성에 각각 어떠한 영향을 미치는지를 살펴보고 이 과정에서 나타나는 폐암세포의 여러 가지 변화를 분석하여 새로운 폐암 치료 기전으로서의 효용 가능성을 살펴보고자 하였다. 세 번째로 기존의 방사선/항암치료에 내성을 보이는 폐암세포에서 autophagy 관련 유전자 조절의 효과를 분석하여 내성 극복의 전략이 될 수 있는지를 알아보고자 하였다. 마지막으로 폐암 동물모델을 확립함으로써 autophagy 관련 유전자 조절의 생체효과를 분석하고 향후의 추가 연구에 도움을 얻고자 하였다. 연구 결과, 비소세포폐암 세포주에 방사선을 조사한 뒤 autophagy 관련 단백들이 용량 의존적으로 변화함을 확인할 수 있었다. 이 과정에서 autophagy 조절에 관련된 histone 단백들에 대한 메틸화의 증가(H3K4me3, H4K20me3) 및 아세틸화의 감소(H3K56ac, H4K16ac)를 확인할 수 있었다. 나아가, 이러한 후성유전학적 변화에 의해 직접적으로 조절되는 autophagy 관련 유전자들을 특정하였다. siRNA/shRNA를 이용하여 autophagy를 억제하면 세포에 따른 방사선 감수성의 변화를 관찰할 수 있었고, 세포별로 사멸에 다른 영향을 나타내었다. 세포의 생장이 저해될 정도의 방사선이 조사된 뒤에도 살아남을 뿐 아니라 대조군 세포와도 비슷한 생장률을 나타내는 방사선 내성 세포들을 획득하였으며, 이 세포들에 대한 mRNA-sequencing을 진행하여 발현에 차이를 보이는 autophagy 관련 유전자들을 확인하였다. 비소세포폐암 세포주를 쥐 늑골 사이에 이식하고 부검하여 확인하는 방법으로 orthotopic lung cancer model을 확립할 수 있었다.

(출처 : 보고서 요약서)

Abstract ▼

Autophagy is a self-catabolic process that maintains intracellular homeostasis and prolongs cell survival under stress via lysosomal degradation of cytoplasmic constituents and recycling of amino acids and energy. Autophagy is intricately involved in many aspects of human diseases, including cancer.

Autophagy is a self-catabolic process that maintains intracellular homeostasis and prolongs cell survival under stress via lysosomal degradation of cytoplasmic constituents and recycling of amino acids and energy. Autophagy is intricately involved in many aspects of human diseases, including cancer. Autophagy is a double-edged sword in tumorigenesis, acting both as a tumor suppressor and a protector of cancer cell survival. Better understanding of autophagy regulation and its impact on treatment outcome will potentially allow us to identify novel therapeutic targets for radiation and chemotherapy in lung cancer.
In the present study, we focused to study autophagy-related genes and their functions. First, we analyzed the epigenetic changes of autophagy-related genes induced by radiation in non-small cell lung cancer (NSCLC) cells. Second, we examined whether the modulation of autophagy-related genes has effect on survival and sensitivity to radiation and chemotherapy in NSCLC cells. Third, we tested whether the modulation of autophagy-related genes can overcome the acquired resistance to radiation therapy or chemotherapy. Finally, we aimed to make orthotopic lung cancer models for following studies on in vivo effects of the modulation of autophagy-related genes.
Autophagy was induced in dose-dependent manner by radiation to NSCLC cells. During this process, methylation was increased and acetylation was decreased in histone proteins. We could find the specific autophagy-related genes directly regulated by these epigenetic changes. Inhibition of autophagy with technologies using siRNAs or shRNAs against autophagy-related genes caused changes of radiosensitivity in cell-specific manner. We made radiation-tolerant cell lines by irradiation and selection of surviving cells and these cells showed difference in expression of autophagy-related genes compared to their parental cells. We made orthopic lung cancer models in nude mice by intrapulmonary inoculation of NSCLC cells through the intercostal space.
In conclusion, modulation of autophagy-related genes resulted in changes of cell survival in NSCLC cells and this might be the rationale for novel treatment options for the treatment of lung cancer in the future.

(출처 : SUMMARY)

목차 Contents

• 표지 ... 1제 출 문 ... 2보고서 요약서 ... 4요 약 문 ... 5S U M M A R Y ... 8C O N T E N T S ... 10목차 ... 11제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 12 제 1 절 연구의 필요성 ... 12 제 2 절 연구 목표 ... 19제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 20제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 (2차년도) ... 21 제 1 절 폐암 방사선치료로 유발되는 Autophagy 관련 유전자의 후성유전학적 변화에 대한 연구 ... 22 제 2 절 Autophagy 관련 유전자 조절이 폐암의 방사선 감수성에 미치는 효과 및 기전에 대한 연구 ... 27 제 3 절 방사선/항암제 내성 폐암세포에서 Autophagy 관련 유전자 조절의 효과에 대한 연구 ... 29 제 4 절 폐암 동물모델 확립 및 Autophagy 관련 유전자 조절의 생체효과 분석 ... 31제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 32 제 1 절 목표달성도 ... 32 제 2 절 관련분야에의 기여도 ... 32제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 33제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 34제 7 장 참고문헌 ... 35끝페이지 ... 36