[보고서]폐암의 내성기전으로서 reactive oxygen species modulator 1 (ROMO1)의 역할 규명 및 티로신 키나아제 내성 극복을 위한 새로운 치료 표적의 발굴

이승현

폐암의 내성기전으로서 reactive oxygen species modulator 1 (ROMO1)의 역할 규명 및 티로신 키나아제 내성 극복을 위한 새로운 치료 표적의 발굴
Investigating the role of reactive oxygen species modulator 1 (ROMO1) as a resistance mechanism and discovery of a novel target to overcome the TKI resistance in lung cancer treatment 원문보기

보고서 정보
주관연구기관	경희대학교 Kyung Hee University
연구책임자	이승현
보고서유형	최종보고서
발행국가	대한민국
언어	한국어
발행년월	2022-03
과제시작연도	2021
주관부처	과학기술정보통신부 Ministry of Science and ICT
등록번호	TRKO202200013051
과제고유번호	1711147405
사업명	개인기초연구(과기정통부)(R&D)
DB 구축일자	2022-10-18
키워드	폐암.반응성 산소종.표피성장인자 수용체.표적치료.바이오마커.lung cancer.reactive oxygen species.epidermal growth factor receptor.targeted therapy.biomarker.

초록 ▼

□ 연구개요
ROMO1은 최근 새롭게 발견된 미토콘드리아 단백질이며, 다양한 암종의 치료 내성과 관련 있다는 연구결과가 보고됨. 본 연구는 ROMO1관련 ROS 생성이 EGFR-TKI 감수성 및 내성세포에서 차이가 있음을 확인하고, ROMO1 발현조절을 통해 EGFR-TKI 감수성을 증가시킬 수 있음을 입증하며, 나아가 ROMO1 발현이 TKI에 대한 반응 또는 예후를 예측하고 치료효과를 증대시킬 수 있는 새로운 바이오마커 및 치료 표적이 될 수 있음을 규명하고자 하였음.

□ 연구 목표대비 연구결과
● 1차년도 연구 목표: EGFR-TKI 내성 폐암세포주에서 ROMO1의 발현 및 ROS와 관련단백질 변화 확인
● 1차년도 연구 결과; EGFR-TKI 내성 폐암세포주인 PC9/GR 및 HCC827/GR 세포주에서 ROMO1 발현이 증가됨을 확인함. 또한 EGFR-TKI 내성 세포주 (PC9/GR)와 감수성 세포주(PC9)에 대해 혈관신생관련 단백 변화를 확인하였고 PC9/GR 세포주에서 hypoxia시 HIF-1α 및 혈관신생관련 단백의 발현이 증가됨을 확인함.
● 2차년도 연구목표: EGFR-TKI 내성 동물모델에서 ROMO1의 발현 및 관련기전 분석
● 2차년도 연구결과: 연구계획을 변경하여 TKI내성 세포주와 감수성 세포주에서 혈관신생정도를 확인하였고, PC9/GR mice xenograft 모델의 종양주변의 피부의 육안소견에서 혈관신생이 활발하게 일어났으며, 혈관신생의 marker인 HIF-1α, CD31 발현이 TKI내성 모델 종양조직에서 증가함을 확인함.
● 3차년도 연구목표: EGFR 변이양성 폐선암 환자에서 ROMO1의 발현정도에 따른 EGFR-TKI 치료 반응 및 생존분석
● 3차년도 연구결과: EGFR 변이양성 폐선암으로 TKI 1차 치료를 받은 환자 96명을 대상으로 조직내 ROMO1단백질 발현정도에 따른 반응률 및 생존률을 분석하였고, ROMO1 발현이 높을수록 치료반응률이 낮고, 무진행 생존률 및 전체생존률이 유의하게 짧음을 확인함. 또한 폐암으로 수술을 받은 환자 77명을 대상으로 수행한 연구에서 혈청 ROMO1 농도가 높을수록 수술 후 재발률이 높음을 확인함.

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
● 현재까지 TKI사용 후 발생하는 내성의 기전에 대한 많은 연구가 있었으나 아직 ROS와 관련된 내성 기전은 보고되지 않음. 본 연구를 통해 TKI 내성 세포주에서 ROMO1농도가 현저히 증가되어 있음을 확인하였고, TKI내성 동물 모델에서 혈관신생이 활발히 일어나며 HIF-1α, CD31 발현이 증가됨을 확인함. 또한 EGFR-TKI로 치료받은 환자를 대상으로 수행한 임상연구에서 ROMO1의 발현이 치료 반응뿐 아니라 생존률과도 유의하게 관련 있음을 세계최초로 규명하였음. 또한 혈청 ROMO1에 대한 연구도 수행하여 혈청 ROMO1 농도가 높은 환자에서 유의하게 수술 후 재발률이 높음을 세계최초로 규명하였음.
● 본 연구결과 ROMO1이 EGFR-TKI 치료 내성예측에 유용한 새로운 바이오마커가 될수 있음을 제시하였고, 궁극적으로 TKI 내성을 극복할 수 있는 새로운 치료 표적이 될수 있는 가능성을 제시함. ROMO1은 암의 진단뿐 아니라 치료에 이르기까지, 그리고 폐암뿐만 아니라 다른 암종까지 다양한 분야에 응용될 수 있는 잠재성을 가진 유용한 표적물질로 사료됨.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

표지 ... 1
연구결과 요약문 ... 2
목차 ... 3
1. 연구개발과제의 개요 ... 4
가. 연구의 목표 및 배경 ... 4
나. 연차별 연구의 목표 및 내용 ... 4
2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
1) 1차년도 ... 5
2) 2차년도 ... 6
3) 3차년도 ... 9
3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 10
1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 10
2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 10
3) 목표 달성 수준 ... 10
4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 10
4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 11
5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 11
1) 연구개발성과 ... 11
2) 활용분야 및 활용방안 ... 12
6. 참고문헌 ... 13
붙임1. 세부 정량적 연구개발성과 ... 14
붙임2. 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 20
끝페이지 ... 35

표/그림 (12)

표 EGFR-TKI 감수성 세포주와 Romo1발현비교
표 기타 폐암 세포주와 Romo1발현 비교
표 HCC827 과 HCC827/GR 세포주에서의 각종 세포내 신호전달 물질의 차이확인
표 폐암조직내 Romo1 발현 (H-score)비교 (A: H score 50, B: 150, C: 250)
표 49명의 폐암환자들의 Romo1발현 정도에 따른 PFS, OS 및 TLR 비교
표 EGFR-TKI 내성 세포주 (PC9/GR)와 감수성 세포주(PC9)의 HIF-1α 발현 비교
표 Comparison of PC9 cell proliferation with or without ROMO1 knockdown. PC9 cells were treated with gefitinib for 24, 48, and 72 h. (A) ROMO1-knockdown PC9 cells treated for 24 h had a lower IC50 value as compared to non-transfected PC9 cells (3.478 nM vs. 23.93 nM). (B) ROMO1-knockdown PC9 cells treated for 48 h had a lower IC50 value than non-transfected cells (6.291 nM vs. 12.72 nM). (C) ROMO1-knockdown PC9 cells treated for 72 h had a lower IC50 value that non-transfected cells (1.751 nM vs. 3.507 nM)
표 Comparison of PC9 cell migration activity with or without ROMO1 knockdown via an in vitro wound healing assay. (A) Time-lapse microscopic images of wound closure of PC9/GR cells transfected with control siRNA (left panel) and ROMO1 siRNA (right panels) at 0 and 48 h after scratching. (B) The percentage of the total area covered by the cells was assessed using the National Institutes of Health (NIH) Image program. The migration rate decreased by approximately 78.2% in PC9 cells transfected with ROMO1 siRNA than in control PC9 cells
표 PC9 and PC9/GR tumors were generated in BALB/c nude mice and tumor 혈관신생 was increased in PC9/GR tumors. BALB/c nude mice were injected with PC9 cells or PC9/GR cells, then (A) mouse weight and (B) tumor volume were measured using a digital balance and vernier caliper, respectively, every day for 3 weeks. (C) The mice were sacrificed, 3 weeks after the injection of the PC9 or PC9/GR cells and the tumors were isolated and images were captured, and (D) tumor volume and weight were measured. The data are presented as the mean ± SEM of 3 independent experiments with 4 mice per group (total 12 mice per group). (E) Blood vessels under the skin adjacent to the tumor tissues were examined. Arrowheads indicate visible blood vessels. Tumor sections were immunostained with specific antibodies for (F) CD31 and (G) HIF‑1α. The squares with full black lines are the 2‑fold magnified images for the dotted squares. (H) Double immunofluorescence staining was performed using specific antibodies against HIF‑1α and CD31. Nuclei were stained with Hoechst 33342. (I) Signals for HIF‑1α and CD31 were quantified using ImageJ software. The data are presented as the mean ± SEM from 3 independent experiments. **P<0.01 vs. PC9 tumors
표 ROMO1 H-score (A: H score 50, B: 150, C: 250) and Kaplan-Meier curve for distant metastasis-free survival. Distant metastasis-free survival curve in the low and high ROMO1 expression groups. The 1- and 2-year distant metastasis-free survival rates were 96.4% and 92.6% in the low ROMO1 expression group and 87.5% and 46.7% in the high ROMO1 expression group (P=0.041), respectively
표 Kaplan-Meier curves of progression-free survival (PFS, A) and overall survival (OS, B) according to different expression levels of Romo1. P-values were determined using the log-rank test
표 Kaplan–Meier curves for cumulative disease-free survival according to Romo1

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