자궁경부암 세포주에서 Interferon-α의 세포증식 억제기전에 관한 연구

Abstract

Interferon(IFNs)은 세포의 성장, 분화를 포함하는 기본적인 세포기능의 조절에 관여하며, 정상 세포와 변형된 세포에서 항증식 효과를 지니는 것으로 알려져 있다. 그리고 최근 임상 연구결과들에 의하면, IFNs은 암의 예방 및 치료제로서 유용하게 사용될 수 있으며, 특히 진행된 자궁경부암에서 IFNs의 사용이 치료에 도움이 된다고 보고하고 있으나, 아직까지 IFNs의 작용기전은 확실하게 밝혀지지 않은 실정이다. 이에 본 연구에서는 여러가지 자궁경부암 세포주(C33A, CaSki, SiHa, HeLa, ME-180)들을 대상으로, IFN-α의 각 세포주들에 대한 항증식 효과 및 항증식 효과의 기전을 알아보고자 하였으며, IFN-α가 인유두종바이러스(human papillomavirus, HPV)의 E6 유전자의 발현에 미치는 영향과 그에 따른 항증식 효과에의 차이가 있는지를 연구하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. IFN-α를 처리한 후 각 연구대상 세포주를 배양하면서 7일 동안 매일 관찰한 세포수에 따르면, IFN-α는 모든 연구대상 세포주에서 항증식 효과가 있었다. 이 항증식 효과는 WST-1 분석법에 의해서도 확인되었다. 2. 모든 연구대상 세포주에 IFN-α를 처리한 후 배양 3일째와 7일째에 세포고사(apoptosis)를 유세포 측정법(flow cytometry)을 이용하여 측정한 결과, IFN-α는 세포고사를 유발하지 않았다. 3. 모든 연구대상 세포주에 IFN-α를 처리한 후 배양 3일째에 세포주기를 유세포 측정법을 이용하여 측정한 결과, S기(phase) 세포 비율은 증가하는 반면, G2/M기 세포 비율은 감소하였다. 4. CaSki와 HeLa 세포주에서 추출한 E6 mRNA를 northern blotting을 이용하여 측정한 결과, CaSki 세포주에서는 IFN-α 처리에 의하여 HPV 16 E6 mRNA 발현이 억제되지 않았으나, HeLa 세포주에서는 HPV 18 E6 mRNA 발현이 억제되었다. 이상의 결과로 볼 때, IFN-α는 C33A, CaSki, SiHa, HeLa, ME-180 자궁경부암 세포주에서 모두 항증식 효과를 지님을 알 수 있으며, IFN-α의 항증식 효과는 세포고사의 유발에 의한 것이 아니라, 세포주기의 특정부위를 차단함으로써 이루어지는 것으로 생각된다. 따라서 IFN-α의 항증식 효과는 세포독성 효과(cytotoxic effect)가 아닌 세포증식 억제효과(cytostatic effect)에 의한 것으로 생각된다. 또한, 자궁경부암 세포주에서의 IFN-α에 의한 HPV E6 mRNA의 발현 조절은 IFN-α의 항증식 효과 기전과 직접적인 관련이 없는 것으로 판단된다. ; Interferon(IFNs) is known to regulate basic cellular functions including growth, differentiation and immune reactivity. They exhibit an antiproliferative effect on many normal and transformed cells and have in vivo antitumor activity in a variety of cancers. A growing body of evidence from both laboratory and clinical research now supports the concept that exposure to IFNs, as cancer chemopreventive and therapeutic agents, can be used. Recent clinical studies have suggested major activity with this regimen, especially in advanced squamous cell carcinoma of the skin and cervix. But the mechanisms that mediate these clinical effects of IFNs are not clear. With the objective of exploring how the IFNs might work in squamous carcinoma cell line and which mechanisms might be responsible for its effectiveness, we studied the effect of IFN-α on cervical cancer cell lines. The results can be summarized as follows: 1. According to cell count of studied cancer cell lines treated with 2,000 IU/ml IFN-α for 7 days exposure, IFN-α had the antiproliferative effect on all five tested cervical cancer cell lines(C33A, CaSki, SiHa, HeLa, ME-180). Also this antiproliferative effect was confirmed by WST-1 assay. 2. The effect of IFN-α on apoptosis of each culture was analysed by flow cytometry after 3 days and 7 days exposure with 2,000 IU/ml IFN-α. As a result, apoptosis was not induced by IFN-α treatment. 3. The effect of IFN-α on the cell cycle of each culture was analysed by flow cytometry after 3 days exposure with 2,000 IU/ml IFN-α. As compared to control cells, treatment with IFN-α resulted in a higher proportion of cells in S phase with lower portion of cells with G2/M phase. 4. Time course of IFN-α effect on HPV 16 and HPV 18 E6 mRNA levels was evaluated by northern blot analysis. In CaSki cell line, HPV 16 E6 mRNA expression induced by IFN-α was not inhibited. But in HeLa cell line, HPV 18 E6 mRNA expression induced by IFN-α was inhibited. According to the results, IFN-α appears to have the antiproliferative effect on all five tested cervical cancer cell lines(C33A, CaSki, SiHa, HeLa, ME-180) and the antiproliferative effect of IFN-α seemed to be induced not by apoptosis but by disruption on specific cell cycle. Therefore, the antiproliferative effect of IFN-α is thought to be based not on the cytotoxic effect but on cytostatic effect. Also regulation of HPV E6 mRNA expression induced by IFN-α is not directly related to the mechanisms of the antiproliferative effect of IFN-α in cancer cell lines.