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Id-1 induces Cyclin D1 expression and cytoplasmic localization of p27Kip1 via activation of PI3K/Akt/Wnt pathway in breast cancer cells

Id-1 induces Cyclin D1 expression and cytoplasmic localization of p27Kip1 via activation of PI3K/Akt/Wnt pathway in breast cancer cells
Other Titles
인체 유방암 세포에서 Id-1이 PI3K/Akt/Wnt 신호전달체계를 통해 Cyclin D1의 발현과 p27Kip1의 세포질내 분포를 증가 시킴으로써 세포 성장에 미치는 영향에 대한 연구
Alternative Author(s)
Kang, Myeong-Bo
Issue Date
최근 inhibitor of DNA binding and differentiation (Id) 단백질은 종양의 침윤과 혈관생성, 전이에 관련되어 있는 것으로 밝혀졌다. Wnt 신호전달체계는 종양의 침윤과 발달에 영향을 주는 중요한 기작인 epithelial-mesenchymal transition (EMT)에 영향을 준다. 그러나 이러한 Id-1의 과발현과 Wnt 신호전달계의 연관성은 아직 밝혀진 바가 없다. 이러한 점을 토대로 유방암 세포인 MCF7 세포에서 Id-1을 과발현 시켰을 때 Wnt 신호전달계가 어떻게 조절하는지 연구하였다. Id-1을 과발현시킨 세포에서 Akt의 Ser473가 인산화되어 Akt 신호전달계가 활성화되는 것을 관찰하였다. Akt가 인산화됨으로써 직접적인 기질인 GSK-3?가 인산화되고 하위의 ?-catenin의 발현량 및 핵 내의 ?-catenin양이 증가되었다. 또한 TCF/LEF promoter활성도 증가되어 이에 영향을 받는 유전자인 Cyclin D1의 발현량이 증가되었다. 이러한 현상들은 Id-1의 발현을 억제시키거나, PI3K 억제제인 LY294002에 따라 감소하여 Akt에 의해 활성된 Wnt 신호전달계는 Id-1에 의한 것임을 알 수 있었다. 또한 Id-1에 의해 활성화된 Akt는 또 다른 기질인 p27Kip1의 Thr157을 인산화하여 세포질 내 분포가 증가하였고 이는 PI3K 억제제에 의해 다시 회복되었다. 이로 인해 Id-1이 p27Kip1의 인산화에 영향을 주어 세포질 내 분포를 증가시킴으로써 세포성장에 영향을 줌을 알 수 있었다. 결론적으로 이 논문에서는 Id-1이 PI3K/Akt에 의한 Wnt 신호전달계를 활성화 시킴으로써 Cyclin D1의 발현량과 p27의 세포질 내 분포를 증가시키고 이로 인해 세포성장을 유도하고 EMT에 관련한 새로운 분자적 기전에 관여함을 제시한다.
Recent evidence has revealed that inhibitor of DNA binding and differentiation(Id) proteins, especially Id-1, are able to promote invasion, angiogenesis and metastasis. Wnt signaling is suggested as an essential pathway in epithelial-mesenchymal transition(EMT), which is indicated to play an important role in the invasion and progression of human cancer. However, the relationship between Id-1 overexpression and Wnt signaling has not been investigated. In this regard, it was examined the regulation of Wnt signaling pathway in Id-1 overexpressing human breast cancer cells. MCF7 stable cells overexpressing Id-1(MCF7 Id-1) showed increased phosphorylation of Akt at Ser473 which was associated with activation of Akt signaling pathway. Phosphorylated Akt inhibited GSK-3????by phosphorylation at Ser9. Furthermore, stabilization and nuclear localization of ??-catenin was enhanced by Id-1 as shown by nuclear/cytoplasmic fractionation, immunoblotting and immnofluorescence microscopy. In addition, TCF/LEF transactivation activity was also augmented as artificial reporter(TOP) activity and Cyclin D1 expression were enhanced by Id-1. Such changes were reversed upon reduced Id-1 expression by retroviral antisense expression or PI3K inhibitor, LY294002. Thus, Akt-mediated canonical Wnt signaling pathway was upregulated by Id-1. On the other hand, p27Kip1 phosphorylation at Thr157, which is mediated by Akt, was enhanced in MCF7 Id-1 cells and Akt-mediated cytoplasmic localization of p27Kip1 was also increased. These effects were reversed by blockade of Id-1 expression and treatment with PI3K inhibitor. Therefore, cytoplasmic localization of p27Kip1 may have additionally contributed to enhanced cell proliferation by Id-1. In conclusion, activation of PI3K/Akt-mediated Wnt signaling may be essential for Idinduced cell proliferation, and also provide a possible mechanism of EMT on the molecular basis of breast cancer.
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