The tumorigenic activity of syndecan-2 in colon carcinoma cells

Abstract

대장 암은 미국을 포함한 많은 서양에서 최근에 많이 발병하는 암 중의 하나이다. 우리나라 또한 식생활의 변화에 따라 대장 암 발생률이 증가하는 추세를 보이고 있다. 그러나 이러한 암의 증가추이에도 불구하고 그 발생기전에 대해서는 많은 부분이 밝혀지지 않은 채로 남아있다. 대장 암의 경우 대부분이 adenomatous polyposis coli (APC) 나 β-catenin의 변이에 의해 유도되는 것으로 알려져 있다. 이 경우 모두 세포질내의 과도한 β-catenin이 핵 내로 들어가 전사를 일으킴으로써 비정상적인 세포증식 및 전이가 일어나는 것이다. 따라서 핵 내에서 일어나는 전사를 억제함으로써 과도한 세포증식을 억제 시키고 암 세포의 사멸을 유도하는 연구가 많이 연구되어왔다. 핵 내에서의 유전자의 발현조절은 chromatin 모양에 많은 영향을 받는다. Chromatin모양변화에 대표적인 것으로 histone acetylation을 들 수 있다. Histone acetylation이 일어나게 되면 chromatin 복합체가 느슨해지면서 여러 가지 전사에 관련된 인자들이 결합할 수 있도록 한다. Histone deacetylase (HDAC) 활성억제가 형질 전환된 세포의 모양을 역전환 시킨다는 보고가 있었다. 본 논문에서는 대장 암 세포에서의histone deacetylase (HDAC) 활성억제 영향을 알아보았다. 특이적으로 작용하는 HDAC inhibitor인 trichostatin A (TSA)를 대장 암 세포인 KM12SM과 KM1214에 처리한 결과 뚜렷한 모양변화가 생겼다. 이 두 가지 세포 모두 뚜렷한 세포간의 경계가 보이지 않고 쌓여서 자라는 세포인데 TSA를 처리하게 되면 평평해지면서 세포간의 경계가 생기고 단층으로 자라는 형태를 갖게 되는데 이러한 모양변화는 actin stress fiber 형성과도 일치한다. 본 실험에서 세포간의 상호작용은 영향 받지 않았음을 cell-cell adhesion molecule인 E-cadherin 의 발현정도나 발현위치, β-catenin과의 결합을 통해 알 수 있었다. 반면 TSA에 의해 세포와 세포의 외벽을 둘러싸고 있는 extracellular matrix (ECM)간의 상호작용을 증진시키는 것을 볼 수 있었다. Integrin β1, syndecan-1 그리고, syndecan-4의 발현이 약하게 증가하였으나 가장 현저한 변화는 syndecan-2의 발현 감소였으며, 이것은 대장 암의 모양변화와 일치한다. 또한 anti-sense cDNA를 이용해 syndecan-2의 발현을 감소시키거나 외부에서 재조합 syndecan-2를 처리함으로써 그 기능을 저해했을 때 TSA를 처리했을 때와 마찬가지로 세포 모양변화가 일어나며 ECM과의 상호작용 증진 및 actin filament 형성이 늘어나는 것을 관찰할 수 있었다. 이러한 모든 결과를 통해 syndecan-2가 histone deacetylase에 의해 조절 받는 중요한 요소중의 하나이며, 대장 암에서 암화를 조절하는 세포부착 receptor 로서의 기능을 갖는다는 것을 알 수 있다.;Inhibition of Histone deacetylase (HDAC) activity is known to revert transformed phenotypes of cells into detransformed ones. In this study, I investigated the effect of inhibition of HDAC activity on colon carcinoma cell lines. Treatment of human colorectal carcinoma cells, KM1214 and KM12SM with the specific HDAC inhibitor, trichostatin A (TSA) induced distinct morphological changes. Both cell lines, which normally piled up in layers without clear boundary, became more flattened, and formed monolayers with evident boundaries between cells with concomitant increased actin filament organization. Cell-cell interaction was not much affected, based on expression level, membrane localization, and interaction of E-cadherin with β-catenin. In contrast, TSA-treated cells showed enhanced adhesion to extracellular matrix (ECM). Integrin β1, syndecan-1, and syndecan-4 expression were slightly increased. However, the most dramatic change was a decrease in syndecan-2 expression, and it was correlated with the morpho logical changes of colon carcinomas cells. Similarly, either thedown regulation of syndecan-2 expression by antisense cDNA, or functional blocking using exogenous recombinant syndecan-2 clearly mimicked the morphological changes, enhanced adhesion to ECM, and increased actin filament organization in KM12SM and KM1214, as with TSA. All these results indicate that the syndecan-2 is one of crucial factors that can be regulated by histone deacetylase and function as an adhesion receptor to regulate tumorigenic activity in colon carcinoma cells.