초록 ▼

연구의 목적 및 내용

EP2/β-arrestin1 axis의 활성화에 의해 유도되는 피부암의 발암기전을 규명하고 이를 표적으로 하는 새로운 천연물유래 피부암예방제/치료제를 개발함.

연구결과

[1차년도] 피부암 유발원 유도 EP2/β-arrestin1 axis의 발암 촉진 신호전달체계 확립
① HaCaT cells과 마우스에서 피부암 유발원에 의해 EP2/β-arrestin1 axis 하위 발암 촉진 신호전달체계로서 GPCR-dependent pathway인 cAMP/PKA pathway

연구의 목적 및 내용

EP2/β-arrestin1 axis의 활성화에 의해 유도되는 피부암의 발암기전을 규명하고 이를 표적으로 하는 새로운 천연물유래 피부암예방제/치료제를 개발함.

연구결과

[1차년도] 피부암 유발원 유도 EP2/β-arrestin1 axis의 발암 촉진 신호전달체계 확립
① HaCaT cells과 마우스에서 피부암 유발원에 의해 EP2/β-arrestin1 axis 하위 발암 촉진 신호전달체계로서 GPCR-dependent pathway인 cAMP/PKA pathway와 GPCR-independent pathway인 Src/EGFR/STAT3가 모두 활성화됨.
② EP2 활성화를 통해 발암단백질인 survivin과 bcl-xs의 발현이 증가함.
③ EP2 및 β-arrestin1 knockdown 마우스에서 기확립한 EP2/β-arrestin1 axis 신호전달체계 활성이 감소됨.
④ EP2 활성화에 의해 β-arrestin1과 Src이 complex를 형성함.

[2차년도] EP2/β-arrestin1 axis 제어 유효 천연물 도출
① 분자모델링을 이용하여 thymoquinone이 β-arrestin1과 결합하는지 도킹 실험을 수행한 결과 클러스터링이 형성되지 않음.
② Pathhunter β-Arrestin1 GPCR Assay Platform을 이용한 실험에서 EP2 agonist(butaprost)와 여러 천연물 유래 화합물(25 μM)을 전처리한 결과 thymoquinone, curcumin, isoliquiritigenin, emodin이 butaprost에 의해 유도된 EP2/β-arrestin1의 결합을 현저히 저해함.
③ HaCaT에서 curcumin과 thymoquinone은 TPA에 의해 유도된 β-arrestin1과 β-arrestin2 발현 및 EGFR, STAT3, Akt, ERK의 인산화를 현저히 저해함.

[3차년도] EP2/β-arrestin1 axis 표적 천연물유래 피부암예방제/치료제 선도물질 개발
① 8주령 암컷 NOD-scid IL2Rgamma^null (NSG)마우스를 활용한 Xenograft tumor growth in vivo 실험에서 thymoquinone을 처리한 그룹에서 human epidermoid carcinoma A431 세포 주입에 의해 생성된 종양의 크기가 현저히 줄어듦.
② 2단계 마우스 피부암모델에서 thymoquinone(1, 5, 10 μmol)처리에 의해 용량 의존적으로 마우스 유두종 형성이 저해됨.

연구결과의 활용계획

◆ 분자지표를 이용한 화학적 암예방 또는 암치료 물질 평가 기술의 확립 및 활용 기술의 개발은 실질적으로 의약생명과학과 그 관련 분야들에 광범위하게 이용될 수 있음.
◆ 아울러 본 연구의 기술은 암 치료의 한계성을 극복하고 실질적으로 암 발생 및 사망률을 낮출 수 있는 전략으로 활용될 수 있으며 국내 암예방/암치료제의 효능 평가 및 개발에 응용할 수 있으리라 생각됨.

(출처 : 요약문 4p)

Abstract ▼

Purpose & contents

The ultimate goals of this project are to understand the functional role of EP2/β-arrestin1 axis in the molecular mechanisms of skin cancer promotion and develope natural compound-derived anti-skin cancer drugs.

Result

[1차년도] Investigation of skin tumor promot

Purpose & contents

The ultimate goals of this project are to understand the functional role of EP2/β-arrestin1 axis in the molecular mechanisms of skin cancer promotion and develope natural compound-derived anti-skin cancer drugs.

Result

[1차년도] Investigation of skin tumor promotor-induced EP2/β-arrestin1 axis
① UVB and TPA activated both GPCR-dependent pathway, cAMP/PKA and GPCR-independent pathway, Src/EGFR/STAT3, which are known to be EP2/β-arrestin1 axis downstream pathway in HaCaT cells and mouse skin.
② EP2 avtivation induced expression of oncoproteins such as survivin and bcl-xs.
③ Activation of EP2 downregulated EP2/β-arrestin1 axis in EP2 and β-arrestin1 knockout mouse.
④ EP2 activation induced formation of β-arrestin1/Src complex.

[2차년도] Screening of phytochemicals regulating EP2/β-arrestin1 axis
① Treatment with thymoquinone, curcumin, isoliquiritigenin, and emodin (25 μM) significantly inhibited butaprost-induced formation of EP2/β-arrestin1 complex in Pathhunter β-Arrestin1 GPCR Assay Platform.
② Thymoquinone did not bind with β-Arrestin1 in molecular modeling.
③ Treatment of HaCaT cells with curcumin and thymoquinone inhibited TPA-induced expression of β-arrestin1 and β-arrestin2 and phosphorylation of EGFR, STAT3, Akt, and ERK in HaCaT cells.

[3차년도] Development of skin cancer chemopreventive agent/anti-skin cancer drug using EP2/β-arrestin1 axis targeting phytochemicals
① Treatment with thymoquinone suppressed human epidermoid carcinoma A431 cells-induced tumor growth in Xenograft in vivo model using 8 weeks-female NOD-scid IL2Rgamma^null (NSG) mouse.
② Topical application of thymoquinone(1, 5, 10 μmol) significantly suppressed papilloma formation in 2 stage mouse skin carcinogenesis model.

Expected Contribution

◆ The development of technology for evaluating cancer chemopreventive drug or cancer therapeutic substances using molecular indicators can be practically used extensively in the fields of medicine and bioscience and related fields.
◆ In addition, the technology of this study can be used as a strategy to overcome limitations of cancer treatment and to substantially reduce the incidence of cancer and mortality, and it can be applied to evaluation and development of efficacy of cancer prevention / cancer treatment in Korea.

(출처 : SUMMARY 5p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 2
• 연구계획 요약문 ... 3
• 연구결과 요약문 ... 4
• 한글요약문 ... 4
• SUMMARY ... 5
• 연구내용 및 결과 ... 6
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 6
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 6
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 9
• 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 13
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 15
• 6. 연구과정에서 수집한 해외 과학기술정보 ... 16
• 7. 주관연구책임자 대표적 연구실적 ... 17
• 8. 참고문헌 ... 17
• 9. 연구성과 ... 18
• 10. 국가과학기술지식정보서비스에 등록한 연구시설‧장비 현황 ... 18
• 11. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행실적 ... 19
• 12. 기타사항 ... 25
• 별첨1. 대 표 연 구 실 적 ... 26
• 별첨2. 세부 목표 관련 증빙 ... 41
• 끝페이지 ... 50