초록 ▼

○ 연구개발사업의 목적
인체 유방암의 분자아형에 따른 종양세포와 지방간질세포에서의 대사 상호 작용, 즉 지방세포에서의 지방분해,지방세포에서 종양세포로의 지방전달, 종양세포에서의 β-oxidation의 차이를 규명하여 유방암 분자아형에 따른 종양세포와 지방기질세포 사이의 대사 상호작용의 차이를 규명 하고, 지방 대사 조절 물질이 종양 발생 및 성장에 미치는 영향을 조사하여 지방 대사 조절 물질의 유방암 표적 치료제로서의 가능성을 조사 하는 것을 목표로 함.

○ 연구방법
□ 1차년도: 유방암분자아형에 따른 종양세

○ 연구개발사업의 목적
인체 유방암의 분자아형에 따른 종양세포와 지방간질세포에서의 대사 상호 작용, 즉 지방세포에서의 지방분해,지방세포에서 종양세포로의 지방전달, 종양세포에서의 β-oxidation의 차이를 규명하여 유방암 분자아형에 따른 종양세포와 지방기질세포 사이의 대사 상호작용의 차이를 규명 하고, 지방 대사 조절 물질이 종양 발생 및 성장에 미치는 영향을 조사하여 지방 대사 조절 물질의 유방암 표적 치료제로서의 가능성을 조사 하는 것을 목표로 함.

○ 연구방법
□ 1차년도: 유방암분자아형에 따른 종양세포주와 지방세포의 대사 상호작용 조사
● 유방암 분자아형에 따른 세포주에서 지방세포에서 종양세포로의 지방전달 확인
● 유방암 세포에 위치한 지방의 기원 확인
● 유방암 분자아형에 따른 종양세포가 지방세포의 지방분해에 미치는 영향조사
● 지방세포가 유방암 종양세포의 β-oxidation에 미치는 효과조사

□ 2차년도: 유방암 종양세포주와 지방세포 대사 상호작용 조절물질의 확인 및 억제 시 변화 조사
● 유방암 분자아형에 따른 종양세포와 지방세포 사이의 대사 상호작용에서의 FABP4 역할 조사
● 유방암 분자아형에 따른 FABP4 억제 시 종양세포와 지방세포 대사 변화 조사

□ 3차년도: 유방암 분자아형에 따른 유방암 조직에서의 종양과 지방세포 기질간의 대사 상호작용 관련 단백질 발현 조사
● 유방암 분자아형에 따른 지방세포 존재 및 FABP4 존재가 tumor xenograft의 형성에 미치는 영향 및 tumor xenograft에서의 종양세포-지방세포간 대사 상호작용 관련 단백질 발현 조사
● 인체 유방암 조직에서의 종양세포와 지방기질에서의 대사 상호작용 관련 단백질 발현 조사

○ 연구결과
□ 1차년도
● 지방세포와 같이 배양한 경우 다양한 유방암 분자 아형 종양세포 내의 지방을 확인함.
● 형광물질이 표지된 지방산을 이용하여 지방세포에서 종양세포로의 지방 이동 확인함.
● 다양한 유방암 분자 아형 세포주에서 종양세포가 지방세포에서의 지방분해를 촉진함을 확인함.
● 지방세포 함께 배양시 다양한 유방암 분자 아형 종양세포에서의 베타 산화가 증가함을 확인함.

□ 2차년도
● 지방세포와 함께 배양시 유방암 세포에서의 FABP4 발현이 더 증가함을 확인함.
● FABP4 억제물질(BMS309403)을 이용하여 FABP4를 억제 시, 지방세포로 부터 유방암 세포로의 지방 전달,지방세포에서의 지방 분해, 종양세포에서의 베타 산화가 모두 감소함을 확인함.

□ 3차년도
● MDA-MB-231 세포 (Cancer only), 지방세포와 함께 배양한 MDA-MB-231 세포 (Co-culture), 그리고 FABP4 inhibitor를 처리하여 FABP4 단백질의 발현이 거의 억제된 지방세포와 함께 배양한 MDA-MB-231 세포를 동일한 수로 준비 하여 각각 injection한 결과, 지방세포와 함께 배양한 MDA-MB-231을 주입하여 형성된 tumor의 무게 및 크기가 cancer only에 비해 큰 것을 확인하였음. 또한 지방세포와 함께 배양하더라도 FABP4가 억제되어있는 경우 tumor의 무게 및 크기가 감소하는 것을 확인함

● 지방세포와 함께 배양한 종양세포를 이용하여 얻은 tumor xenograft에서 지방대사 연관 단백질의 발현이 증가하였고, FABP4 억제 지방세포와 함께 배양한 종양세포로 얻은 tumlor xenograft에서는 감소함을 확인함.

● 인체 유방암 조직(FFPE)를 대상으로 지방대사 연관 단백질의 발현을 면역조직화학염색으로 조사한 결과, ACOX1와 CPT1의 발현은 fibrous stroma에 위치한 종양세포 보다는 adipocyte 근처에 또는 안에 위치한 종양세포에서 발현이 높음. FABP4와 HSL의 발현의 구역에 따라 차이를 보였는데, 종양세포와 경계를 이루는 지방세포에서 발현이 종양과 먼 곳에 위치한 지방세포에서의 발현보다 높은 것을 확인함.

● 인체 유방암 조직 (FFPE)를 대상으로 중심부의 cancer cell+ fibrous stroma zone (zone 1), cancer cell + adipocyte zone (zone 2) cancer cell과 연접해 있는 adipocyte zone (zone 3)을 puch machine을 이용하여 추출하여 지방대사 연관 단백질의 발현을 western blot을 이용하여 분석한 결과, PLIN1, HSL, FABP4의 발현은 zone 1< zone 2< zone 3의 순서를 보이고, CPT1A의 발현은 zone 2 > zone 3 > zone 1의 순서를 보임을 확인함.

( 출처 : 요약문 4p )

Abstract ▼

○ Purpose of R & D Project
- To investigate the differences in metabolic interaction (lipolysis of adipocytes, lipid transfer from adipocytes to cancer cells, and β-oxidation in cancer cells) between adipose stromal cells and breast cancer cells according to the breast cancer molecular subtypes

○ Purpose of R & D Project
- To investigate the differences in metabolic interaction (lipolysis of adipocytes, lipid transfer from adipocytes to cancer cells, and β-oxidation in cancer cells) between adipose stromal cells and breast cancer cells according to the breast cancer molecular subtypes
- To investigate the effects of lipid metabolism regulator on tumorigenesis and growth and the possibility of lipid metabolism regulator as therapeutic target for breast cancer

○ Research method
□ First year: Investigation of metabolic interaction between breast cancer cell lines and adipocytes according to the breast cancer molecular subtypes
● Lipid transfer from adipocytes to cancer cells according to the breast cancer molecular subtypes
● The origin of lipid located in breast cancer cells
● The effect of breast cancer cells on the lipolysis of adipocytes according to the breast cancer molecular subtypes
● The effect of adipocytes on the ß-oxidation of breast cancer cells

□ Second year: Identification and inhibition of lipid metabolic interaction regulator between breast cancer cell lines and adipocytes
● The role of FABP4 in metabolic interaction between breast cancer cells and adipocytes according to the breast cancer molecular subtypes
● The effect of FABP4 inhibition on metabolic interaction between breast cancer cells and adipocytes according to the breast cancer molecular subtypes

□ Third year: The expression of metabolic interaction-related protein between breast cancer cells and adipocytes according to the breast cancer molecular subtypes in human breast cancer tissue
● The effect on the formation of tumor xenograft of the presence of adipocytes or FABP4 according to the breast cancer molecular subtypes
● The expression of metabolic interaction-related protein between breast cancer cells and adipocytes in tumor xenograft
● The expression of metabolic interaction-related protein in breast cancer cells and adipocytes in human breast cancer tissue

○ Research results
□ First year
● Lipid within cancer cells was identified in various breast cancer cell lines when co-cultured with adipocytes.
● Lipid transfer from adipocytes to cancer cells was confirmed using fluorescent-labeled fatty acid.
● The lipolysis of adipocytes was promoted by cancer cells in various breast cancer cell lines.
● The β-oxidation in various cancer cell lines were increased when co-cultured with adipocytes.

□ Second year
● FABP4 expression was increased in breast cancer cells when co-cultured with adipocytes.
● The lipid transfer from adipocytes to cancer cells, lipolysis of adipocytes, and β-oxidation in cancer cells were reduced when FABP4 is suppressed using a FABP4 inhibitor (BMS309403).

□ Third Year
● The tumor weight and size after injection of same number of three different groups [cancer cell only (MDA-MB-231), cancer cell (MDA-MB-231) co-cultured with adipocyte, and cancer cell(MDA-MB-231) co-cultured with adipocyte and FABP4 inhibitor] was compared.
- The tumor weight and size were larger in cancer cell co-cultured with adipocyte than in cancer cell only group.
- The tumor weight and size were decreased when FABP4 is suppressed even when co-cultured with adipocytes.

● The expression of lipid metabolism related proteins were increased in tumor xenografts obtained from cancer cells when co-cultured with adipocytes.

● The expression of lipid metabolism related proteins were decreased in tumor xenografts obtained from cancer cells when co-cultured with adipocytes and FABP4 inhibitor.

● The expression of lipid metabolism-related proteins in human breast cancer were examined using formalin-fixed, paraffin-embedded breast tissue sections by immunohistochemical staining.
The expression of ACOX1 and CPT1 was higher in cancer cells located within or in proximity to the adipose stroma rather than cancer cells in the fibrous stroma. The expression of FABP4 and HSL in adipocytes were different according to the location, which was higher in adipocytes located in the interface adjacent to cancer cells than in adipocytes located apart from cancer cells.

● The expression of lipolysis-related protein in three different regions [central cancer with fibroblast (zone 1), cancer with adipocyte (zone 2), and adipocyte nearby cancer (zone 3)] of breast cancer tissue using formalin-fixed, paraffin-embedded tissue sections was investigated. The regions were extracted using punch machine and the expression was analyzed by western blot.
- The expression of PLIN1, HSL and FABP4 were highest in zone 3, followed by zone 2 and 1, while CPT1A expression were highest in zone 2, followed by zone 3 and 1.

( 출처 : SUMMARY 6p )