자궁내막암에서 Peroxisome Proliferator Activated Receptor-ɤ 효현제의 세포자멸사 유도 효과

Abstract

Peroxisome Proliferator Activated Receptor (PPAR)는 전사인자로 핵호르몬 수용체계에 속한다. PPAR-γ의 세포 주기 조절은 지방세포의 분화과정에 관여하는 것 이외에 다른 세포에서도 관여하는 것으로 밝혀졌다. 즉 PPAR-γ의 활성으로 지방육종, 유방선종, 전립선 암종, 대장암종, 비소세포폐암종, 췌장암종, 방광암 세포와 위암세포에서 분화를 유도하여, 악성세포의 증식을 방해한다고 보고하고 있다. 그러나 자궁 내막암과 PPAR-γ와 관련한 연구는 많이 보고되어 있지 않아, 저자는 서로의 연관성 및 PPAR-γ 효현제를 투여함으로써 세포 증식의 변화와 역할을 규명하고자 세포 증식의 변화를 MTS 방법으로 확인하며, 관여하는 작용기전을 세포주기회로 및 세포자멸사 분석을 하였다. 자궁내막암 세포주인 Ishikawa 세포에 ciglitizone의 가장 적절한 저용량의 농도를 알기 위해 투여하여, 30 μM에서 세포증식 억제가 의미있는 50% 정도의 감소를 확인하였다. Ciglitizone 투여가 세포주기에 미치는 영향을 조사하기 위하여 자궁내막암 세포에 농도를 증량하면서 24시간 후 세포주기를 분석한 결과, 30 μM에서 subG1 주기의 의미 있는 지연 증가를 보였다. 이러한 결과로 세포자멸사를 초래하는 subG1 주기의 변화가 자궁내막암에서는 세포자멸사의 정도가 증가 하는 것으로 판단된다. 세포자멸사를 확인하기 위해 DNA 분절검사를 시행하여, 30 μM에서 분절이 보여 세포자멸사를 확인 하였다. 세포자멸사의 경로를 알아보기 위하여 pro-caspase 3, pro-caspase 9, PARP 단백의 발현을 측정한 결과, pro-caspase 3와 pro-caspase 9은 투여 30 μM에서 단백질의 발현의 감소를 확인하였고, PARP도 분절이 일어나는 것을 관찰하였다. 이외에 세포 주기회로 관련 유전자를 검색하여 ciglitizone의 30 μM에서 p53의 발현과 무관하게 p21 단백 발현의 증가 및 CDK2 와 cyclin A의 발현 감소를 확인하였다. 또한 세포자멸사에 관계하는 Bcl-2 단백 발현의 감소는 관찰되었지만, Bax 단백의 발현 증가는 보이지 않았으며, 세포유착과 관계하는 MMP-2, MMP-9의 감소가 ciglitizone 투여 30 μM에서 확연하게 보였다. PPRE 의존성을 알아보기 위한 luciferase 분석에서도 발현의 증가를 보이지 않아 자궁내막암에서의 ciglitizone의 작용기전은 PPAR-γ 비의존성 경로를 통하는 것을 증명하였다. 이상의 결과를 요약하면 자궁 근종에서 PPAR-γ의 효현제인 ciglitizone 투여로 자궁내막암 세포에 내인성과 외인성의 세포자멸사의 경로를 거쳐 세포주기와 세포자멸사에 관련된 유전자들의 발현에 영향을 미침으로써 자궁내막암 세포의 증식을 억제하여 결과적으로 세포자멸사에 이르게 하고, 또한 세포부착분자의 활성을 억제하는 것을 확인하였다. 이러한 결과를 바탕으로 향후 PPAR-γ 효현제가 자궁내막암의 치료 약제로의 가능성에 관한 기초적인 정보를 제공하였다고 생각되며, 더 많은 연구가 필요할 것으로 사료된다. The nuclear peroxisome proliferator-activated receptors (PPARs) are transcription factors that play an important role in many disease conditions. There is evidence that activation of PPARs by specific ligands is able to suppress the growth of different types of human cancers, although the detailed signaling pathways have not been completely elucidated to date. The present study was designed to further understand the effects of PPARs after endometrial cancer cells were exposed to the PPAR-γ agonist (ciglitizone). Endometrial cancer cells (Ishikawa) were treated with ciglitizone. Cell viability analysis was analyzed by cell proliferation assay and flow cytometry was performed to ascertain the effects of ciglitizone. Expression of cell cycle-related proteins and apoptosis-related proteins were evaluated by western blot analysis. Cell viability was significantly reduced by 30 μM of ciglitizone. Flow cytometry results showed that ciglitizone induced Sub G1 arrest. To reiterate this observation, DNA fragmentation assay was carried out and apoptosis was detected. Activation of caspase 3, caspase 9 and down-regulation of Bcl-2, MMP-2 and MMP-9, with concomitant increase in PARP cleavage were observed. Ciglitizone treatment of endometrial cancer cells induced the expression of p21 increasing, which was associated with a p53-independent manner. In order to test whether ciglitizone-induced growth suppressive effects on endometrial cancer cell lines is PPAR-γ dependent, we cotreated endometrial cancer cells with ciglitizone and/or GW9662 (a PPAR-γ antagonist). No significant difference in apoptosis was found in cells treated with ciglitizone alone vs. co-treated with ciglitizone and GW9662. Thus, it may be concluded that growth suppressive effects by ciglitizone may not be dependent upon status of PPAR expression. These results suggest that PPAR-γ agonist treatment in endometrial cancer cells leads to growth inhibition and that this inhibition is mediated at least in part by apoptosis via the extrinsic and intrinsic apoptotic pathway involving the caspase 3 cascade. These results suggest that PPAR-γ agonist will be a promising agent for chemopreventive therapy against human uterine endometrial cancer.