p53 유전자 변형이 발생한 위암세포주에서 유전자이상 교정에 의한 항암제 감수성 변화
Restoration of Wild-type p53 Induces Chemo-sensitization in the Gastric Cancer Cell Line with Mutant p53
대한암학회지 1998년 30권 3호 p.497 ~ 507
소속 상세정보
맹호영/Ho Young Maeng
KMID : 0360319980300030497
Abstract
서론
p53 유전자 돌연변이는 폐암, 대장암, 유방암 등 여러 종류의 암종에서 관찰되는 인체 종
양에서 가장 빈번한 분자유전학적 변화로, 위암세포주 및 위암 조직에서도 보고되었다.
정상 p53 단백은 암 유발유전자에 의한 세포변형을 방지하며, DNA손상이 발생할 경우
세포주기를 G1기에 정지시킴으로써 DNA 손상을 회복시키는데 필요한 시간을 갖도록 하거
나 세포사멸을 유도한다. 그러나 점돌연변이, 소실 혹은 재배치 등에 의해 p53 유전자의 돌
연변이가 발생할 경우, 변형된 단백질이 생성되어 종양세포의 증식을 억제하지 못할 뿐 아
니라 정상 p53 단백의 기능을 억제하게 된다. Chen등은 대장암 세포주에 정상 p53 유전자
를 형질도입 시킨 결과 암세포주의 집락형성 감소, 세포의 형태학적 변화, 그리고 성장속도
의 감소 등을 관찰하고 p53유전자가 종양억제 유전자임을 확인하였다. 또한 Cai등은
retrovirus vector를 이용하여 정상 p53 cDNA를 폐암 세포주에 형질도입할 경우 폐암세포
의 성장이 억제됨을 보고하였고, 김 등도 retrovirus vector를 이용하여 정상 p53 유전자를
위암세포주에 형질도입시에도 성장이 억제됨을 확인하였다.
DNA 손상을 유발하는 약제들에 노출된 경우, 일반적으로 세포는 정상 p53 단백을 증가
시켜 G1 혹은 G2 checkpoint의 조절을 증가시킴으로써 DNA손상이 증폭되는 것을 방지하
여 세포를 보호한다. 그러나 정상 p53 단백이 생성되지 않는 경우에는 G1, G2 checkpoint
조절이 이루어지지 않아, 항암제나 기타 스트레스에 인한 DNA 손상을 받고서도 세포주기
는 계속되고 그 결과 DNA손상은 증폭되어 세포가 사멸하게 된다. 대표적인 예로 다량의
정상 p53 단백을 생성하면서 cisplatin에 내성이 있는 난소암 세포주에 돌연변이 p53 유전자
를 형질도입하는 경우 정상 p53 단백의 기능이 억제되어 cisplatin에 대한 감수성이 증가하
였다. 반면, 일부세포에서는 항암제에 의해 DNA손상이 발생할 경우 손상된 세포를 제거하
는 세포사멸 기전을 유발하기 위해 정상 p53 단백의 생성이 증가하였다. 이 경우는 비정상
p53 단백을 발현하는 경우 정상 p53 단백에 의한 세포사멸 기전이 억제되어 DNA손상으로
부터 생존가능성이 높다는 것이다. 즉, 비정상 p53 단백을 함유하는 경우에는 단지 DNA 손
상만 증폭되고 세포가 사멸하지는 않거나, 정상적인 세포사멸기전이 활성화되지 않기 때문
에 비정상 p53 단백을 발현시 세포가 보다 생존함으로 생각한다. 실제로 DNA 손상을 유발
하는 항암제에 대한 종양세포의 생물학적 반응은 p53 유전자 돌연변이상태와는 완전히 일
치하지 않는 것으로 확인되었다. 따라서, 현재까지 연구된 결과 세포는 DNA 손상 후 밝혀
진 여러가지 경로를 이용하여 사멸하거나, DNA 손상을 수리하여 생존하게 된다. 이 경우
세포의 유형에 따라 p53 유전자의 돌연변이는 항암제에 대한 저항성 혹은 감수성 유발 인
자로 작용하게 된다. 위암은 우리나라에서 발생빈도가 높을 뿐 아니라 대부분 진행된 상태
에서 진단되므로 수술과 항암 약물요법 등의 다방면 요법이 시행됨에도 불구하고 아직도 그
완치율이 만족할 만하지 못해, 새로운 개념에 의한 새로운 치료법의 개발이 필요한 시점이
다. 최근에 위암에서도 여러 가지 유전자 이상이 확인되어 이들을 교정하려는 유전자 치료
가 연구되고 있다. 그러나 현재까지 유전자 치료는 유전자의 형질도입 효율성이 낮은 점이
문제점으로 제시되었다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 보다 전달 효율성이 높은 vector system을 개발하거나
지금까지 개발된 유전자 요법을 현재 시행하는 항암 약물치료와 병용하는 방법이 연구되고
있다. 돌연변이가 발생한 위암에서 정상 p53 유전자를 형질도입하는 경우 세포 사멸이 유도
됨은 확인되었으며, 정상 p53 유전자가 형질도입되어도 세포사멸이 유도되지 않는 clone이
있음도 확인되었다. 이와같이 p53 유전자 형질도입이 세포증식에 영향을 미치지 않는다면
실제 임상치료에 p53유전자 요법을 응용한다 하더라도 그 효과가 의문시된다 하겠다. 따라
서 본 연구에서는 위암에서 유전자 요법의 치료율을 증가시키기 위해, 정상 p53 유전자가
형질도입 되었으나 세포증식에는 변함이 없는 stable clone에 위암에 가장 많이 사용되는 항
암제를 투여하여 항암제에 대한 감수성의 변화를 조사함으로써 유전자 요법의
chemo-sensitization 가능성을 조사하였다.
Purpose : It has been theorized that p53 may be involved in the sensitivity to
chemotherapeutic agents. We evaluated the chemosensitivity of wild p53 after
transduction into gastric cancer cell lines with mutant p53.
Materials and Methods : YCC-3(parent cell line with mutant p53), YCC-3v(parent cell
line transduced with vector alone) and YCC-3C3(clone with wild p53) cell lines were
used in this study p53 protein expression was measured by ELISA assay.
Tumorigenicity and drug sensitivity were evaluated by soft agar and proliferation assay,
respectively. Cell cycle analysis was performed by flowcytometry. Telomerase activity
was measured by TRAP assay and terminal restriction fragment(TRF) length was
measured after Southern blot analysis.
Results : Even though p53 production from the YCC-3C3 cell line was
three times higher than those of YCC-3 and YCC-3v cell lines, the cell cycle was the
same in these three cell lines. In the YCC-3C3 cell line, drug sensitivity to
etoposide and cisplatin was increased when we compared it to those of the YCC-3v cell
line(etoposide, 50% versus 83%; cisplatin, 67% versus 83%). However, there was no
chromo-sensitization effect with vincristine, vinblastine and carboplatin. After exposure
to cisplatin, a GO/G1 check-point effect was found in the YCC-3C3 cell
line, but not in the YCC-3v cell line. No differences were found in telomerase activity,
TRFs length or DNA fragmentation between the YCC-3v and YCC-3C3
cell lines after cisplatin treatment.
Conclusion : Wild-type p53 gene transduction in the gastric cancer cell line induced
sensitization to the cytotoxicity of etoposide and cisplatin. This suggests the possible
application of combined chemo-gene therapy with an EP regimen and wild-type p53 in
gastric cancer patients with p53 mutation.
키워드
Wild-type p53; Chemo-sensitization; Etoposide; Cisplatin; Gastric cancer;
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