[보고서]리폭시지네이즈 대사 기반 엠토르 저해 및 유방암 성장 억제 기전 규명

박승주

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[국가R&D연구보고서] 리폭시지네이즈 대사 기반 엠토르 저해 및 유방암 성장 억제 기전 규명
Identification of suppressive actions of 15-lipoxygenase-1 (ALOX15) metabolism on mTOR and breast cancer growth 원문보기

보고서 정보
주관연구기관	한국과학기술원 Korea Advanced Institute of Science and Technology
연구책임자	박승주
보고서유형	최종보고서
발행국가	대한민국
언어	한국어
발행년월	2022-02
과제시작연도	2021
주관부처	교육부 Ministry of Education
연구관리전문기관	한국연구재단 National Research Foundation of Korea
등록번호	TRKO202300012916
과제고유번호	1345331598
사업명	이공학학술연구기반구축(R&D)
DB 구축일자	2023-10-25
키워드	리폭시지네이즈.엠토르.신호전달.성장.유방암.lipoxygenase.mTOR.cell signaling.growth.breast cancer.

초록 ▼

※ 연구개발 목표 및 내용
□ 최종 목표
리폭시지네이즈 대사 기반 엠토르 저해 및 유방암 성장 억제 기전 규명

□ 전체 내용
리폭시지네이즈(lipoxygenase) 대사에 의한 엠토르 신호전달의 저해 및 유방암 세포성장 억제효과를 검증하고 작용기전을 이해함으로써 불포화 지방산 대사 기반 신규 항암 신호전달경로를 규명하고자 함.

□ 1단계
○ 목표
● 유방암 세포에서의 ALOX15 효소 발현 및 대사체 분석 데이터베이스 구축
● ALOX15 대사 리프로그래밍에 의한 엠토르 신호 억제 및 xenograft 종양 성장 저해 분석
● 유선세포 특이적 ALOX15 과발현 생쥐 모델을 통한 유방암 성장 억제 in vivo 검증
○ 내용
● 유방암세포 ALOX15 발현분석 (protein, mRNA)
● 13-HODE, 15-HETE metabolomics 분석
● ALOX15 대사 과활성/knockdown 유방암 세포주 구축
● mTOR 홀성저해 검증 및 암세포 신호전달 분석
● xenograft tumor 모델 구축 및 암성장 in vivo 분석
● 유선세포 특이적 ALOX15 효소 과발현 생쥐모델 구축
● 유방암 발생 및 성장/진행과정 시스템적 분석

※ 연구개발성과
ALOX15 효소 및 대사체에 의한 mTOR 활성 조절에 관한 논문 투고 중(Cell Death and Differentiation) 본 과제의 연구 결과를 반영한 특허가 출원되었고 등록 준비중임 (특허명: 13-하이드록시옥타데카디에 노산을 유효성분으로 포함하는 암의 예방 또는 치료용 약제학적 조성물 우선권 출원번호: 10-2021-0039176 PCT 출원번호: PCT/KR2021/003708)

※ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
리폭시지네이즈 대사체 및 대사 리프로그램이 종양 억제 효과를 갖는 메커니즘을 밝힘으로써 기초 연구

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

표지 ... 1
요약문 ... 2
목차 ... 3
1. 연구개발과제의 개요 ... 4
2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 4
3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 8
1) 연구수행 결과 ... 8
2) 목표 달성 수준 ... 8
4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 8
5. 연구개발성과 및 활용 계획 ... 9
1) 연구성과 ... 9
2) 연구성과 활용계획 ... 9
6. 참고문헌 ... 10
끝페이지 ... 11

표/그림 (6)

표 다양한 유방암 세포주에서 ALOX15 효소의 mRNA 및 단백질 발현 (A) 유방암 세포주에서 ALOX15, BRCA1, BRCA2, KRAS 유전자 발현양 분석 결과 (B,C) 정상 유방 세포주 및 유방암 세포주에서 ALOX15 단백질 발현양 분석 결과
표 13-HODE의 세포내 수준 측정을 위한 qTOF LC-MS 플랫폼 구축(A) JHUEM7 세포에 13-HODE-d4 처리 후 LC-MS 분석 스펙트럼 (B) JHUEM7 세포에 13-HODE-d4를 농도별로 처리하여 측정한 값으로 그린 standard curve (C) JHUEM7 세포에 13-HODE (135 uM) 처리 후 LC-MS 분석 스펙트럼 (retention time: 4.989 sec) (D) JHUEM7 세포에 DMSO 처리(대조군)후 LC-MS 분석 스펙트럼 (retention time: 5.15 sec) (E) C,D의 두 스펙트럼에서 13-HODE peak에 해당하는 값을 standard curve에 역환산하여 추정한 세포내 흡수된 13-HODE 절대량
표 Kaplan-Meier plotter 데이터베이스 분석결과 (A,B) 전체 유방암 환자군의 생존 그래프 (C,D) Luminal A type 유방암 환자군의 생존 그래프 (E,F) Luminal B type 유방암 환자군의 생존 그래프
표 ALOX15 대사 리프로그래밍 에 의한 엠토르 신호 억제 및 암세 포 성장 (A) MDA-MB-468 세포에 13-S-HODE (68 uM, 135 uM, 48 시간) 처리 후 엠토르 신호전달 분석 (B) 13-S-HODE 처리에 의한 MDA-MB-468 세포의 성장 분석 (C) 13-S-HODE 처리에 의한 MDA-MB-468 세포의 콜로니 형성 능 분석 (D) ALOX15 효소의 wildtype (MCF7ALOX15 WT) 및 불활성 형 (MCF7ALOX15 T560M) 과발현 MCF7 세포의 콜로니 형성능 분석 (E) ALOX15 효소의 wildtype (MCF7ALOX15 WT) 및 불활성형 (MCF7ALOX15 T560M) 과발현 MCF7 세포의 엠토 르 신호전달 분석
표 면역결핍생쥐 기반 xenograft 모델 구축 및 암세포 성장반응 분석 (A) 면역결핍생쥐 피하에 MDA-MB-468 세포를 접종하여 이종이식 모델 (xenograft)을 제작한 뒤, 13-S-HODE (10 mg/kg)를 intra-tumoral injection 하면서 종양 성장 분석(B) I이종이식 마 우스모델에 13-S-HODE 투여 기간동안 마우스의 체중 변화 그래프 (C)5번의 13-S-HODE 처리 후 마우스를 희생한 뒤 종양의 크기를 측정함
표 ROSA26-FLAG-ALOX15; MMTV-cre; MMTV-PyMT 생쥐모델 구축완료 및 기본분석 (A) 유선세포 특이적 ALOX15 과발현 생쥐 모델 (ROSA26-FLAG-ALOX15; MMTV-cre; MMTV-PyMT) 제작 계획 (B) ROSA26-FLAG-ALOX15; MMTV-cre; MMTV-PyMT 생쥐의 genotype PCR 결과 (C-F) 16주령 ALOX15flox/flox:MMTV-PyMT:MMTV-Cre -/+ (C) 마우스 (D) 종양 조직 (E) 몸무게 (F) 종양 크기 분석

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