남극 지의류 유래 대사체 lobarstin이 교모세포종 세포주에 미치는 항암효과에 대한 연구

Abstract

교모세포종은 뇌의 교세포에서 기원한 뇌종양의 일종으로 예후가 극히 불량한데, 이는 일반적인 고형암과 달리 다른 기관으로의 전이는 거의 일어나지 않으나 두개골 내에서 광범위하게 침습하고 완벽한 수술적 제거가 어려워 재발하기 때문이다. 침습과 동반된 현상으로 주변 세포외기질의 분해가 나타나는데, 교모세포종이 분비하는 효소인 matrix metalloprotease 2 (MMP2)가 관여하는 것으로 알려져 있다. 이에 MMP2를 표적으로 한 연구가 활발하나 임상적으로 적용할 수 있는 MMP2 억제제는 아직 개발이 되지 않은 상태이다. 로바스틴(Lobarstin)은 인산가수분해효소인 PTPN1을 억제하는 생리활성을 탐색하여 분리한 남극 지의류의 대사체이다. 최근 PTPN1은 다양한 암종에서 악성 표현형의 개시 및 유지와 관련이 높다는 보고에 따라 신규 항암제 개발의 표적으로 연구가 활발하다. 실제로 본 연구실에서 PTPN1 억제제인 로바스틴을 교모세포종과 급성골수백혈병 세포주에 기존 항암제와 병용 처리하였을 때 항암제의 독성이 제고되는 효과에 대한 선행연구가 있으나, 침습에 대한 효능은 아직 연구된 바 없다. 한편, 최초로 발견된 종양유전자인SRC는 암세포의 침습을 조절하는 역할이 보고된 바 있는데, AKT의 활성화를 경유하여 MMP2유전자의 발현을 촉진하는 분자적 기전이 알려져 있다. SRC는 인산화에 의해 활성이 조절되는 단백질인산화효소인데, PTPN1의 작용으로 탈인산화 되면 활성화 될 수 있다. 이상의 기존 연구결과에 착안하여 로바스틴에 의해 교모세포종의 침습이 억제될 수 있다는 가설을 세웠고, 다양한 교모세포종 세포주를 로바스틴으로 처리한 후 MMP2의 활성과 발현변화를 검정하였다. 교모세포종 세포주 중 MMP2의 발현이 높아 침습성이 가장 높은 U-87MG 세포주로 invadopodia assay를 수행하여 로바스틴을 처리한 실험군이 vehicle을 처리한 대조군에 비해 젤라틴을 매질로 한 침습현상이 유의미하게 감소함을 관찰하였다. 배지로 분비된 MMP2의 활성을 측정하는 zymography를 수행하여 로바스틴을 처리한 실험군의 MMP2 활성이 더 낮음을 보았고, 면역블롯팅으로 분비된 MMP2 단백질의 양도 감소하였음을 관찰하였다. 세포 내의 발현량을 검정하기 위해 qPCR과 면역블롯팅을 수행하여 mRNA와 단백질 수준에서 MMP2의 발현이 감소하였음도 관찰하였다. 로바스틴을 처리한 세포에서 인산화된 불활성형 SRC가 대조군에 비해 증가하였고, 인산화된 활성형 AKT는 감소함을 보았다. 이와 같은 결과를 종합하면 인간 교모세포종 기원 세포주의 침습이 로바스틴에 의해 억제 되며, SRC와 AKT의 조절을 통해 MMP2의 발현을 억제하는 로바스틴의 항암효과를 제시할 수 있었다.