비소세포성 폐암 세포주에 대한 cisplatin의 작용에 있어 p53유전자의 역할에 관한 연구

Abstract

항암화학요법 개시 전부터의 약제 내성이나 혹은 도중에 발생하는 종양 자체의 형질 변화에 의한 약제 내성이 폐암을 비롯한 대부분의 고형암에 대한 항암화학요법의 실패 기전이라고 할 수 있다. 따라서 약제 내성의 기전을 밝히고 이를 극복할 수 있는 방법의 개발은 매우 중요하다. 특히, 여러 약제와의 병합투여 치료제로 가장 널리 이용되는 cisplatin의 내성기전이 집중적으로 연구되어 온 바 있으며, 최근에는 cisplatin에 의한 효과가 p53 유전자가 관여하는 세포고사(apoptosis)에 의하는 것이 밝혀짐에 따라 p53 유전자와 내성 발현과의 관계에 대해 많은 관심이 주어지고 있다. 암 억제 유전자인 정상 p53은 G1 정지나 세포고사를 통하여 세포주기를 조절하고 종양발달을 억제한다. Cisplatin에 의한 세포 DNA의 손상은 정상 p53을 가진 종양세포에 대해 p53 단백의 증가시킴으로서 p53 의존성 세포고사를 유도한다고 추정되며 종양세포가 정상 p53을 가진 경우 cisplatin에 대한 감수성이 높다. 따라서, cisplatin에 의한 세포고사 유도에 있어서의 p53 유전자의 기능에 대한 이해는 cisplatin에 대한 내성의 극복은 물론 여타의 항암제에 대한 내성발현의 기전을 밝히는 데 있어 매우 중요하다고 할 수 있다. 본 연구에서는 cisplatin 내성에 대한 p53의 역할을 알아보기 위해 p53 유전자가 결핍된 H1299 비소세포성 폐암 세포주와 정상 p53 유전자를 지닌 아데노바이러스를 주입하여 p53 단백이 발현되도록 한 H1299 세포주를 사용하여 실험하였다. 우선, MTT 분석에 의해 p53을 발현시킨 H1299가 p53 결핍된 H1299 세포주보다 더 cisplatin에 민감함을 알 수 있었다. 그리고 종양세포주의 cisplatin에 대한 민감성 기전이 p53 단백의 발현에 따른 세포고사성 세포사임을 규명하기 위해 두 H1299 세포주에 cisplatin 5㎍/ml을 처리 후 DNA 분절화와 형태학적인 변화를 관찰하였다. 그 결과, cisplatin에 대한 자체 내성을 지닌 H1299 세포주에서는 세포고사가 크게 일어나지 않았지만 p53 단백을 발현시킨 H1299 세포주는 세포고사가 일어남을 알 수 있었다. p53 단백의 발현이 cisplatin에 의한 세포고사 경로에 관여하는 유전인자의 활성에 미치는 영향을 본 결과, 세포고사 관련 유전자인 bax와 CPP32의 발현이 p53 단백을 발현시킨 H1299 세포주에서 더 증가되었다. 세포주기에 일어나는 변화를 알아보기 위한 flow cytometry 분석에서 p53 유전자가 결핍된 본래의 H1299 세포주는 cisplatin에 대한 내성을 지녀 대조군과 별 차이를 보이지 않은 반면, p53 단백을 발현하는 세포주는 sub-G1 피크를 보여 세포고사가 관찰되었다. 이러한 결과들을 바탕으로 볼 때. 비소세포성 폐암 세포주에 있어서의 정상 p53의 존재는, cisplatin에 의한 세포고사 기전을 통하여 약제 감수성을 증가시키는 중요한 요인임을 알 수 있었다. ; Recent studies have demonstrated that induction of apoptosis by chemotherapeutic agents including cisplatin may be related to the status of the p53 gene and that DNA-damaging stimuli are able to elevated intracellular p53 protein levels in cells that are in the process of apoptosis. To determine whether the absence of functioning p53 might be the cause of resistance to cisplatin in human lung cancer, human lung cancer cell line H1299 cells, which have a homozygotic deletion of p53 and are resistant to cisplatin, were transfected by recombinant adenovirus containing the human wt-p53 cDNA to be p53-expressing cells. H1299 cells with wt-p53 became highly sensitive to cisplatin and underwent apoptosis with specific morphology and DNA fragmentation. The evaluation of apoptosis-related gene expression and flow cytometry analysis demonstrated that the increased sensitivity was directly resulted from the functional p53 expression. These results support the hypothesis that the resistance to the cisplatin is caused by absence of functional p53 in p53-deleted or mutated lung cancer cells.