인간 위암 세포주 MKN1 에 대한 합성 (±)trans-dihydronarciclasine 화합물의 항암 효과에 대한 연구

Abstract

배경 및 목적 narciclasine, lycoricidine, pancratistatin 등은 천연적으로 존재하는 isocarbostryl 로서, 강력한 항암 효과를 지니고 있다. trans-dihydronarciclasine이라는 또 다른 isocarbostryl 화합물은 현재까지 알려져 있는 인간 암세포 주에 대해서 pancratistatin 보다 더 강력한 항암 효과를 보여 왔다. 그러나, 이 화합물이 위암 세포에 대한 항암 효과에 대해서는 거의 알려져 있는 바가 없다. 이 연구는 인간 위암 세포 주(MKN1)에 대한 (±)trans-dihydronarciclasine 합성 화합물(코드명; HYU-01)의 항암 효과를 평가하기 위해 시행되었다. 연구방법 이 연구에서 HYU-01 화합물의 항암 효과를 평가하기 위해서 생체외 실험(in vitro)으로 시행하였고, 효소면역측정법(ELISA), Microarray analysis, 웨스턴반점분석(Western blot analysis), Zymography, Real-time PCR 기법 등을 이용하였다. 결과 HYU-01 화합물이 혈관 형성과 관련된 유전자를 억제하는지 여부를 확인하기 위해 효소면역측정법을 시행하였고, HYU-01 화합물로 치료받은 MKN1 세포 주에서 치료 받지 않은 대조군에 비해 pro-inflammatory cytokines (IL-8)과 혈관형성인자(angiogenic factors; bFGF, VEGF)의 분비가 의미 있게 감소되었음을 확인하였다. HYU-01 화합물은 ERK의 IL-1β 매개된 인산화 반응(phosphorylation)을 감소시켰고, zymographic study를 통해서 이러한 감소는 4형 콜라겐분해 활성도의 감소에서 기인됨을 확인하였다. 생체 외(in vitro)에서의 암세포 침습에 대한 분석에서 HYU-01 화합물은 MKN1이 기저막장벽(basement membrane barrier)을 통과하여 진행하는 것을 억제하였다. 결론 이 연구를 통하여 HYU-01 화합물이 인간 위암 세포주 MKN1의 성장을 억제하며, 또한 기저막 장벽을 침범(penetration)하는 것을 방해하여 MKN1 암세포의 침습(invasion)을 억제한다는 것을 확인하였다. 앞으로 추가적인 생체 내(in vivo) 연구를 통해 HYU-01 화합물의 항암 효과가 생체 내에서도 나타나는 지를 확인할 필요가 있다고 사료된다.; Naturally occurring isocarbostryls including narciclasine, lycoricidine, and pancratistatin are known to have potent antitumoral and antiviral effects. Another isocarbostryl compound, trans-dihydronarciclasine isolated from the Chinese medicinal plant, Zephyranthes candida, is of particular interest as it exhibits even higher potency than pancratistatin against selected human cancer cell lines. However, little is known about the antitumoral effect of trans-dihydronarciclasine on gastric cancer. This study was performed in order to investigate the effect of a novel synthetic (±)trans-dihydro narciclasine compound (code name; HYU-01) on the human gastric cancer cell line, MKN1. A novel synthetic compound, HYU-01, inhibited cellular growth of MKN1 in a dose- and a time-dependent manner, and induced the apoptosis with a concomitant increase in PARP activity. Oligonucleotide DNA chip assay was performed in order to examine the expression patterns of cancer related genes, indicating that NF-κB related protein and angiogenic genes were down-regulated and apoptotic genes were up-regulated. To confirm whether a HYU-01 inhibited a set of genes associated with angiogenesis, their expression levels were measured using ELISA. It was found that release of pro-inflammatory cytokines (IL-8) and angigenic factors (bFGF and VEGF) in HYU-01-treated MKN1 cells was significantly reduced compared with that of non-treated controls. HYU-01 reduced the IL-1β-mediated-phosphorylation of ERK. A zymographic study revealed that this reduction in invasive potential resulted from a reduction in type IV collagenolytic activity. And the expressions of metalloproteinases (MMP-2 and MMP-9) were reduced in MKN1 cells treated with HYU-01. In vitro invasion assay, HYU-01 inhibited MKN1 penetrating reconstituted basement membrane barriers. These results suggest that a novel synthetic (±)trans-dihydronarciclasine compound (HYU-01) inhibits not only MKN1 cell proliferation, but also the tumor invasion potential of MKN1 cells by reducing their abilities to penetrate basement membrane barriers.