초록 ▼

연구의 목적 및 내용
암줄기세포는 암의 재발, 전이 및 항암치료 저항성에 중요함. 간암은 우리나라에서 호발하는 치명적인 암으로써 본 연구진은 줄기세포 표지자를 발현하는 간암종의 경우 침습성 성장을 보이고, 종양기질 형성을 잘하며 예후가 불량함을 연구 보고하였음. 본 연구에서는 종양미세환경과 암줄기세포와의 상호 조절작용이 악성화 진행과정에 중요함을 밝히고자 1) Hippo-YAP pathway에 의한 stemness 활성화 조절기전, 2) LOXL2에 의한 종양 미세환경 및 침습조절기전 연구, 3) 간암세포와 cancer-ass

연구의 목적 및 내용
암줄기세포는 암의 재발, 전이 및 항암치료 저항성에 중요함. 간암은 우리나라에서 호발하는 치명적인 암으로써 본 연구진은 줄기세포 표지자를 발현하는 간암종의 경우 침습성 성장을 보이고, 종양기질 형성을 잘하며 예후가 불량함을 연구 보고하였음. 본 연구에서는 종양미세환경과 암줄기세포와의 상호 조절작용이 악성화 진행과정에 중요함을 밝히고자 1) Hippo-YAP pathway에 의한 stemness 활성화 조절기전, 2) LOXL2에 의한 종양 미세환경 및 침습조절기전 연구, 3) 간암세포와 cancer-associated fibroblast (CAF)의 상호조절 인자에 대한 연구를 수행하였음.

연구결과
Hippo-YAP pathway와 간암 stemness의 발현 및 침습성 조절기전 연구: 간암 세포주에서 YAP의 과발현에 의한 YAP pathway의 활성화는 간세포암의 생존/증식/전이에 중요한 신호전 달계인 Akt와 Stat3 pathway의 활성을 유도하여 간세포암 stemness, K19 발현을 증가시켰고, 간암 세포의 이동 능력을 증가시켰을 뿐만 아니라, YAP pathway의 활성은 Twist 및 다른 EMT-related gene의 발현을 조절함을 규명함. 간세포암 조직에서 YAP의 발현은 간세포암의 K19, EpCAM, AFP등의 stemness marker expression과 강한 연관성을 보임을 확인함. YAP 발현이 병리학적으로 병기가 낮은 환자군 (TNM stage I)에서 간세포암의 재발을 예측할 수 있음을 확인함.
LOXL2에 의한 간암의 stemness와 침습성 조절 기전 연구: 간암 세포주에 LOXL2를 과발현시 세포 이동능이 증가하는데, 이러한 세포 침습성 조절 기전에는 EMT marker인 Snail 이 관여하며, EMT유전자의 발현증가를 통하여 간암 세포주에서 stemnesss 연관 유전자들의 발현을 조절하는 것이 관찰됨. 간세포암 조직에서 LOXL2의 발현은 vascular invasion과 연관성을 보이며, 전이 및 생존을 예측하는데 유용한 marker임을 확인함. LOXL2의 발현은 hypoxia, fibrous stroma등 종양 미세환경요인과 밀접한 연관성을 보임을 확인함.
간암세포와 cancer-associated fibroblast (CAF)의 상호작용에 의한 간암의 stemness 및 침습 조절 기전 연구: 간암 세포주와 CAF를 이용한 indirect co-culture mdoel을 수립하였으며, 간성상세포주가 간암 세포주의 이동/전이, tumor sphere formation등을 증가시킴을 확인함. Co-culture model에서 microarray를 시행하여 간암 세포주에 영향을 주는 paracrine factor를 발굴하고, 발굴한 paracrine factor중 HGF에 의하여 c-MET이 activation되어 K19의 발현이 조절됨을 확인함. Fibroblast의 conditioned media에서 HGF를 조절하였을 때, 그에 따라 cell scatter가 조절됨을 확인함.
Hippo-YAP pathway 활성과 저산소증의 연관성 연구: 저산소증에서 Hippo-YAP pathway가 활성화됨. YAP의 활성에 따라 간암줄기세포 표지자 K19, CD133등의 발현이 증가하며, tumor sphere formation이 증가함을 확인함. YAP pathway의 활성에 따라 amphiregulin (AREG)의 secretion이 조절되며, AREG가 다시 YAP pathway의 활성을 증가시키는 positive feedback이 존재함을 확인함.

연구결과의 활용계획
간암줄기세포 표지자를 발현하는 간암의 생물학적 특성 및 조절 기전을 밝히기 위하여 Hippo-YAP pathway에 의한 stemness 및 침습성 조절 기전과 병리적 종양 기질의 형성하는 간암에서 LOXL2에 의한 stemness 및 침습성 조절 기전 연구를 수행하였으며, 특히 간암 종양내의 cancer associated fibroblast와 간암 세포간의 상호조절 작용기전에 대한 연구는 간암 표적치료 개발을 위한 타겟 개발에 도움을 줄 것으로 기대됨. 간암은 우리나라를 비롯한 중국, 동남아에서 발생빈도가 높으며, 서구에는 이에 대한 연구가 상대적으로 미흡함으로 이에 대한 연구는 관련 시장을 선점할 가능성이 높음.

(출처 : 한글요약문 5p)

Abstract ▼

Purpose& contents
Cancer stem cell is related to aggressive biological behavior such as tumor recurrence, metastasis and chemoresistance. Hepatocellular carcinoma (HCC) is a lethal malignancy which is prevalent in Asia, including Korea, and we reported that HCCs with stemness had more infiltrativ

Purpose& contents
Cancer stem cell is related to aggressive biological behavior such as tumor recurrence, metastasis and chemoresistance. Hepatocellular carcinoma (HCC) is a lethal malignancy which is prevalent in Asia, including Korea, and we reported that HCCs with stemness had more infiltrative growth, vascular invasion, and intratumoral fibrous stroma compared to those without and they were associated with a poor prognosis. Taken together, the cross-talk between cancer stem cell and tumor microenvironment may play a vital role for more aggressive progression of HCC. To discover the regulation mechanism between cancer stem cell and tumor microenvironment, we studied the followings; 1) the activation of stemness related gene in HCC by Hippo-YAP pathway 2) alteration of tumor microenvironment and regulation of invasion by LOXL2 3) selection of paracrine factor related with the cross-talk between cancer cell and cancer-associated fibroblast.

Result
Activation of HCC stem cells by Hippo-YAP pathway: YAP over expression upregulated K19 expression and enhances tumor-supporting properties, including cell proliferation, self-renewal activity, migratory capacity, activation of tumor-supporting signaling pathways, and increased the expression of EMT-related genes leading to chemoresistance via significant induction of K19 in vitro. YAP high expression was associated with high serum alpha-fetoprotein level, and the expression of K19 and EpCAM, which were putative biomarker of HCC stemness. HCC with high YAP expression showed a significantly shorter disease free survival compared to those with low YAP expression in the patients with TNM stage 1.
Alteration of tumor microenvironment and regulation of invasion by LOXL2: LOXL2 over expression promoted a migratory efficacy via inducing EMT markers (Snail and Twist), and increased cell proliferation in HCC cells. LOXL2 overexpression upregulated stemness related genes such as K19. LOXL2 protein expression was associated with high serum alpha-fetoprotein level, poor differentiation and portal vein invasion. LOXL2 is considered to play a pivotal role in invasiveness of HCC with tumor stroma.
Regulation of cancer stem cell and invasion in HCC through the cross-talk between tumor cells and cancer-associated fibroblast (CAF): To discover paracrine factors affecting tumor cells of HCC, indirect co-culture of HCC cells with CAFs was established. HGF was discovered by microarray analysis and HGF increased the expression of K19 through c-MET pathway. Migration, invasion and tumor sphere formation of HCC cells were increased under indirect co-culture with CAFs.
Activation of Hippo-YAP pathway under hypoxia: Hippo-YAP pathway was activated under hypoxia. Expression of stemness related genes such as K19 and CD133 and tumor sphere formation were increased through activation of Hippo-YAP pathway. YAP signature-dependent K19 induction was positively regulated via activation of a YAP-AREG axis in HCC cells.

Expected Contribution
The regulation mechanism of HCC with stemness by Hippo-YAP pathway and LOXL2, especially the cross-talk between cancer stem cells and tumor microenvironment is considered to be an important and fundamental step in the development of target therapy for HCC. Moreover, as HCC is prevalent in Korea, China and Southeast Asia, and its mechanism is relatively less studied in Western countries, the present study could have an advantage in the pharmacy market by giving the basic data for developing targeted therapy for HCC in advance.

(출처 : SUMMARY 6p)

목차 Contents

• 표지 ... 1목차 ... 3연구계획 요약문 ... 4연구결과 요약문 ... 5 한글요약문 ... 5 SUMMARY ... 6연구내용 및 결과 ... 7 1. 연구개발과제의 개요 ... 7 2. 국내외 기술 개발 현황 ... 8 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 12 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 28 5. 연구결과의 활용계획 ... 30 6. 연구과정에서 수집한 해외 과학기술정보 ... 31 7. 주관연구책임자 대표적 연구실적 ... 32 8. 참고문헌 ... 32 9. 연구성과 ... 35 10. 국가과학기술지식정보서비스에 등록한 연구시설.장비 현황 ... 45 11. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행실적 ... 45 12. 기타사항 ... 45별첨1 ... 46끝페이지 ... 65