Topoisomerase-I 억제제에 의한 자궁내막암 세포의 세포자멸사 유도

Abstract

Topotecan은 Camptotheca acuminata라는 식물에서 추출한 항암 활성 알카로이드 camptothecin의 반합성 유도체로 topoisomerase-I 억제제이다. Topotecan은 DNA/topoisomerase-I 복합체를 안정화시켜 단일가닥 DNA를 일으킴으로서 DNA가 합성중인 S phase 세포주기에서 대부분 세포사망을 일으키게 하는 것으로 알려지고 있으며, 전이성 난소암의 2차 치료제로 사용되어지고 있다. 이에 이 연구에서는 자궁 내막암세포인 Ishikawa 세포에 topotecan을 투여하여 어떠한 영향을 미치는가를 분석하여 치료에 유용한지를 알아보고자 하였다. Topotecan을 투여 후 생존 세포수를 산정하여 세포생존율을 분석하였고, 세포 주기 회로 및 세포자멸사에 관계하는 유전자의 발현을 보기 위해 Western blot analysis를 시행하였다. 세포 주기 분석은 유세포분석기를 사용하였으며, 세포자멸사를 확인하기 위해 DNA fragmentation 방법을 이용하였다. Topotecan을 0.1 µg/mL, 0.5 µg/mL, 1 µg/mL로 처리하여 48시간 후 세포 생존율 분석에서 1 µg/mL 농도에서 60% 이상의 증식이 억제 되었으며, 세포 주기분석에서는 0.1 µg/mL 농도에서부터 S기의 감소, subG1기의 증가를 보였다. Western blot analysis를 통해 세포자멸사에 관계하는 Bcl-2와 Bcl-xL 단백의 감소, 비활성 형태의 procaspase-3 단백의 양적 감소와 Caspase 9 단백의 활성화, PARP cleavage의 증가를 확인하여 세포자멸사에 내인성 경로가 관계됨을 알았다. 이 연구 결과를 통하여 topotecan이 자궁내막암 세포에 내인성의 세포자멸사의 경로를 거쳐 세포주기와 세포자멸사에 관련된 유전자들의 발현에 영향을 미치므로 세포의 증식을 억제하여 결과적으로 세포자멸사에 이르게 함을 알았다. Topotecan이 향후 자궁내막암의 치료제로 유용하게 사용되리라 생각한다.

Topotecan is a chemotherapy agent that is a topoisomerase-I inhibitor. It is the water-soluble derivative of camptothecin. It is used to treat ovarian cencer and lung cancer, as well as other cancer types. Topotecan acts by forming a stable covalent complex with the DNA/topoisomerase-I aggregate, the so-called 'cleavable complex'. This study was designed to find therapeutic effect of topotecan in endometrial cancer. Cell proliferation assay, cell cycle anaylsis, DNA fragmentation assay, Western blot analysis were performed to find the effect of topotecan in Ishikawa cell, endometrial cancer cell line. Cell viability was significantly reduced by 0.1 µg/mL of topotecan. Flow cytometry results showed that topotecan induced subG1 arrest. DNA fragmentation assay was carried out and apoptosis was detected. Activation of caspase-9 and down regulation of Bcl-2, Bcl-xL, procaspaes-3 with concomitant increase PARP cleavage were observed. Taken together, topotecan induce inhibition of cell proliferation by the apoptosis via endogenous apoptotic pathway involving caspase-3 cascade. These results suggest topotecan may be a new chemothrapeutic agents for endometrial cancer.