전립선 암세포에서 Silibinin의 HIF-1α 발현 억제 효과

Abstract

Silibinin is a polyphenolic flavonoid antioxidant isolated from the milk thistle and is used clinically to treat certain liver diseases. Recently it is reported that silibinin has antiangiogenic properties in animal model experiments. However, the mechanisms by which silibinin inhibits angiogenesis are not clearly understood. In this study, silibinin inhibited basal level and hypoxia induced expression of hypoxia-inducible factor-1α (HIF-1α) and its transcriptional activity in prostate cancer cells LNCaP and PC3. Moreover, silibinin inhibited VEGF production. In addition silibinin inhibited serum or IGF-1-induced expression of HIF-1 in PC3 cells coincided with dephosphorylation of Akt, mTOR, and p70S6K which are known to regulate HIF-1α expression at the translational level. These results suggest that silibinin has antiangiogenic effect through inhibition of HIF-1α translation and provide new perspectives into the mechanism of its anticancer activity.

Silibinin은 milk thistle의 열매로부터 얻어진 플라보노이드계열로서, 글루타티온의 결핍을 예방하여 간세포 재생 및 보호 효과를 가진다고 알려져 있다. Silibinin은 최근 여러 암세포에서 항 증식작용이 보고되었으며, 이는 세포 사멸 유도와 cyclin dependent kinase inhibitor의 발현을 통한 세포 주기 정지 유도 등의 기능과 관련이 있는 것으로 알려져 있다. 최근 동물 모델에서 silibinin이 암 조직의 신생 혈관 생성을 억제시킨다는 보고가 되었으나 그 기전은 잘 알려져 있지 않다. HIF-1α와 HIF-1β로 이루어진 heterodimeric protein인 hypoxia inducible factor-1 (HIF-1)은 암 발생과 신생 혈관 형성에 연관이 있는 것으로 알려져 있으며, HIF-1α의 발현은 저산소 상태, 성장인자, 암 유전자의 활성 등에 의해 유도되어지고 전립선암을 포함한 다양한 암 조직에서 과발현 되어 있다. HIF-1α는 전사인자로서 VEGF를 포함하는 많은 유전자의 전사를 활성화시킨다고 알려져 있다. 이 연구에서는 silibinin에 의해 HIF-1α 단백질의 발현이 억제될 수 있는지를 전립선암 세포주를 대상으로 조사하였다. 전립선암 세포주 PC3, LNCaP에서 silibinin의 처리로 HIF-1α 단백질 발현이 감소됨을 확인하였고, 그 중 PC3 세포주를 대상으로 HIF-1α 단백질의 발현 감소 기전을 연구하였다. Silibinin에 의하여 HIF-1α mRNA 발현 변화는 나타나지 않아 전사 후 단계 조절에 silibinin이 관여하는 것으로 보였다. Prolyl hydroxylation inhibitor인 DMOG와 26S proteasome inhibitor인 MG132 동시 처리에서 silibinin에 의한 HIF-1α 단백질 발현 감소가 나타나 HIF-1α 단백질 분해 과정을 통하여 작용하지는 않는 것으로 나타났으며, metabolic labeling 실험 결과 silibinin에 의해 HIF-1α 단백질 합성이 감소되어 silibinin은 단백질 합성 억제를 통하여 HIF-1α의 발현을 억제하는 것으로 생각되었다. 이와 상응하게 단백질 합성 조절에 중요한 Akt/mTOR 및 p70S6K/RPS6 신호전달계 억제가 silibinin에 의해 유도됨을 확인하였다. 이러한 결과를 종합해 볼 때 silibinin은 암세포에서 HIF-1α 단백 합성 억제를 통하여 HIF-1α 발현을 억제하며 그 기전은 적어도 Akt/mTOR/ p70S6K 신호전달계의 활성억제와 관련이 있는 것으로 생각된다.