View : 89 Download: 0

Investigation of enhanced antitumor effects via co-inhibition of Wnt/β-catenin and PI3K/Akt/mTOR signaling pathways in human gastric cancer

Title
Investigation of enhanced antitumor effects via co-inhibition of Wnt/β-catenin and PI3K/Akt/mTOR signaling pathways in human gastric cancer
Other Titles
위암에서의 Wnt/β-catenin 및 PI3K/Akt/mTOR 신호전달 병합 억제를 통한 항종양 효과의 상승에 관한 연구
Authors
최문영
Issue Date
2019
Department/Major
대학원 의학과
Publisher
이화여자대학교 대학원
Degree
Doctor
Advisors
이경은
Abstract
위암은 우리나라에서 두번째로 흔하게 발생하는 암으로, 근치적 수술에도 불구하고 흔히 재발한다. 최근 보조 항암화학치료가 발전하고 분자생물학적 이해가 향상되었지만, 2-4병기에 해당하는 환자들의 재발률이 25-40%로 여전히 높고 세포 독성 항암화학치료 외에는 다른 뚜렷한 보조 요법이 없어서, 위암의 재발과 전이를 막을 수 있는 새로운 약제에 대한 연구가 필요하다. Epithelial-mesenchymal transition (EMT)는 상피 세포가 극성과 세포간 결합 등, 그 고유의 성질을 잃고 간엽 세포화되어 이동성을 획득하게는 과정으로 암의 전이 및 진행에 중요하게 작용하며, Wnt/β-catenin, PI3K/Akt/mTOR, Ras, TGF-β 같은 다양한 세포내 신호전달체계들에 의해 조절된다. 이중 Wnt/β-catenin 신호전달체계는 세포의 성장, 분화, 발달 과정에 중요한 역할을 하며, 여러 암의 발생과 진행에 관련되어 있다. 위암에서도 약 30-50%에서 Wnt/β-catenin 신호전달체계의 비정상적인 활성화가 보고되고 있고, 림프절 전이 및 나쁜 예후와 연관이 있다고 알려져 있다. 이 Wnt/β-catenin 신호전달체계는 다른 신호전달체계들과의 상호 작용에 의해 영향을 받는데, 특히 PI3K/Akt/mTOR 신호전달체계는 GSK3β를 인산화시켜 그 기능을 억제함으로서 세포내에 β-catenin을 축적시키고 Wnt/β-catenin 신호전달체계의 활성화를 가중시킬 수 있다. 본 연구에서는 Wnt/β-catenin 신호전달체계가 활성화되어 있는 위암 세포주에서 Wnt/β-catenin과 PI3K/Akt/mTOR 두 신호전달체계를 동시에 억제시 부가적인 항종양 효과가 있는지 알아보고 그 기전을 살펴보고자 하였다. AGS와 MKN-28 위암 세포주에서 Western blot을 이용한 단백질 발현 정도와 luciferase assay를 이용한 전사 활성화 측정을 통하여 β-catenin 활성이 증가되어 있는 것을 확인하였고, 두 신호전달체계를 억제하기 위하여 β-catenin 저해제인 ICG-001과 mTOR 저해제인 rapamycin을 사용하였다. 두 세포주 모두에서 ICG-001 처리시 세포 생존율이 용량 의존적으로 감소하였고, AGS 세포주의 경우 rapamycin을 함께 처리시 세포 생존율이 다소 더 감소하는 결과를 보였으나, MKN-28 세포주에서는 차이가 없었다. Cell invasion assay에서 ICG-001 단독 처리시 AGS 세포의 침습이 47% 억제되었고, rapamycin 추가시 83% 억제되었으며, Cell scratch assay에서도 ICG-001 단독 처리시 AGS 세포의 이동이 33% 억제되었으나, rapamycin 추가시에는 82% 억제되어, ICG-001과 rapamycin을 함께 처리한 경우 위암 세포주의 침습과 이동을 억제하는데 부가적인 첨가 효과가 있음을 확인할 수 있었다. Western blot을 이용하여 EMT에 관련된 여러 인자들의 단백질 발현 정도를 검사하였고, 두 약물을 함께 처리한 경우 Snail의 발현이 가장 많이 감소하는 것을 확인하였다. 또한, Wnt/β-catenin과 PI3K/Akt/mTOR 두 신호전달체계 모두에서 중요한 조절자로 알려져 있는 GSK3β의 인산화가 두 약물을 함께 처리시 가장 많이 증가되었다. 결론적으로, 본 연구를 통해 Wnt/β-catenin 신호전달체계가 활성화되어 있는 위암 세포주에서 Wnt/β-catenin과 PI3K/Akt/mTOR 두 신호전달체계를 동시에 억제하는 것이 Snail의 발현을 감소시킴으로써 세포의 침습과 이동을 억제하는데 부가적인 항종양 효과가 있음을 확인하였다. 또한, 두 신호전달체계를 동시에 억제하는 치료적 접근이 Wnt/β-catenin 신호전달체계의 비정상적인 활성화를 보이는 위암에서 침습과 전이를 줄이는 새로운 보조 치료 전략이 될 수 있음을 제시하였다.;Gastric cancer, a highly aggressive malignancy, frequently recurs despite curative surgery and metastasizes to lymph node and distant sites. Epithelial-mesenchymal transition (EMT) is the main phenomenon of cancer progression, including invasion and metastasis. It is regulated by crosstalks between diverse intracellular signaling pathways such as Wnt/β-catenin and phosphatidylinositol-3-kinase(PI3K)/Akt/ mammalian target of rapamycin (mTOR) pathways. Here, this study elucidated the effects of co-inhibition of Wnt/β-catenin and PI3K/Akt/mTOR pathways on gastric cancer. It is known that Wnt/β-catenin signaling pathways are constitutively activated in two of gastric cancer cell lines, AGS and MKN-28. ICG-001 (β-catenin transcription inhibitor) and rapamycin (mTOR inhibitor) were used for dual blockade, and then the combinatory effects were examined. As a result, both cell lines were significantly affected by the β-catenin transcription inhibitor, ICG-001, and addition of the mTOR inhibitor, rapamycin induced marginal inhibitory effects on cancer cell proliferation and target gene expression. In addition, invasive activity was 62.3 ± 15.7% and 53 ± 14.4% inhibited by single treatment, but it was 79 ± 13.3% inhibited by co-treatment. Moreover, migratory activity was 33 ± 13%, 42 ± 9% inhibited by single treatment, but it was 82 ± 4% by co-treatment. Interestingly, Snail, one of the important regulatory protein during EMT process, was significantly decreased by co-treatment. Taken together, these results suggest that co-inhibition of Wnt/β-catenin and PI3K/Akt/mTOR pathways could effectively enhance antitumor effects on gastric cancer via the inhibition of invasion and migration as well as decrease of Snail expression.
Fulltext
Show the fulltext
Appears in Collections:
일반대학원 > 의학과 > Theses_Ph.D
Files in This Item:
There are no files associated with this item.
Export
RIS (EndNote)
XLS (Excel)
XML


qrcode

Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.

BROWSE