신경교종 세포주에서 아데노바이러스 벡터를 이용한 Wild-Type p53 유전자의 전달 효과
Adenovirus-Mediated Gene Transfer of Wild-Type p53 Results in Restoration of Tumor-Suppressor Function in Glioma Cell Lines
대한암학회지 1998년 30권 5호 p.1026 ~ 1033
소속 상세정보
김미숙/Mi Suk Kim
권희충/홍석일/이춘택/이승훈/Hee Chung Kwon/Seok Il Hong/Choon Taek Lee/Seung Hoon Lee
KMID : 0360319980300051026
Abstract
서론
p53은 사람의 종양에서 가장 빈번하게 돌연변이가 일어나는 유전자 중의 하나이며 Gl cell
cycle arrest, apoptosis를 유발하는 종양억제유전자인 동시에 gene repair 등 유전자적인 안
정성(genomic instability)을 유지하는데 가장 중요한 물질 중의 하나로 생각되어 왔다. 암은
유전적 변이에 의해 발생하며 이들 변이된 유전자의 조작을 통한 새로운 암 치료법이 개발
되어 왔는데, 그 중의 하나가 변이된 유전자를 정상유전자로 대치하는 것이다(gene
replacement). 실제적으로 수종의 암에 대한 대표적인 종양억제유전자인 wild-type p53
transfer를 시행한 연구결과 암세포의 성장억제 및 죽음을 유도하는 것이 관찰되었다. 뇌종
양 특히 악성신경교종은 외과적 수술이나 방사선 그리고 화학요법을 통한 치료적 노력에도
불구하고 환자의 평균 생존율이 12개월을 넘지 못하여 유전자요법 등 새로운 치료법의 개발
이 절실하게 요구되고 있다. 신경교종에서 p53 돌연변이는 빈번하게 관찰되어지는 유전자적
소견이며 p53 불활성화는 신경교종 발생 중 비교적 초기부터 관여하는 것으로 알려져 있어
p53이 신경교종의 발생 및 진행에 매우 중요한 역할을 하고 있고, 따라서 뇌신경교종의 유
전자치료에 p53의 가능성이 있는 것을 알 수 있다. 유전자 치료법의 개발에서 대상유전자
선정과 함께 중요한 요소는 주입 방법이라고 하겠다. 현재까지 알려진 방법 중 아데노바이
러스를 이용한 유전자주입법이 가장 좋은 것으로 알려져 있는데, 인간 아데노바이러스는 약
36 kb의 크기의 두 가닥 DNA로 비교적 큰 크기의 여러 종류로 구성된 외부 유전자를 지닐
수 있으며 진핵생물 유전자 발현을 위한 실험 모델로서 폭 넓게 연구되어 왔다. 아데노바이
러스는 레트로바이러스 벡터와는 다르게 숙주 유전자에 결합되지 않고 외부 유전자가
episomal하게 발현되므로 숙주 세포에 낮은 세포독성을 지니는 장점을 가지고 있다. 또한
높은 농도의 viral stock생산이 용이하고 높은 감염성과 효과적인 유전자 전달이 가능하다
본 연구진은 아데노바이러스 벡터를 사용하여 사람 악성 신경교종(human malignant
glioma) 세포주를 대상으로 wild-type p53을 주입하고, 유전자 전달율과 세포성장에 대한
영향 등을 평가하고자 하였으며, 세포사멸의 기전을 밝히고자 본 연구를 하였다. 한편 이러
한 연구를 통하여 뇌종양에 대한 adenoviral-p53 유전자 치료의 가능성을 살펴보았다.
Purpose : The replacement of functional genes into cells that lack genes or mutant
genes is the basis of gene therapy. In cancer, where cells often have multiple genetic
defects, the replacement of critical genes may suffice to suppress cell growth or induce
cell death. In malignant brain tumors, p53 mutation are among the most frequently
observed genetic findings and inactivation p53 suggests that p53 plays a critical role in
carcinogenesis and tumor progression. Therefore, we study the successful transfer of the
wild-type p53 gene using a replicative deficient adenovirus vector into human glioma
and medulloblastoma cell lines.
Materials and Methods : The human glioma cell line T-98G, U-87MG, U-373MG were
used. To determine the efficiency of the adenovirus vector, cell lines were transfected
with the Ad-B gal and analysed with X-Gal staining. Cell viability was determined by
trypan blue exclusion every day after infection and Western blot analysis was used to
conform the expression of the exogenous p53 protein.
Results : Cell growth of the Ad-CMV-p53 infected U-373MG, and U-87MG was
significantly suppressed. It appeared that exogenous p53 protein expression had an
earlier ad more profound suppressive effect on U-373MG having a mutated p53 gene
than on U-87MG having a wild-type p53. The expression of the exogenous p53 was
more than 10 times higher than the expression of the endogenous p53. To examine the
decreased viability, U-373MG was stained with Hochest 33258 and detected nuclear
condensation and apoptic body. Staining results suggest that cells undergo apoptosis.
Conclusion : The replicative deficient adenoviral vector can transfer and express p53 in
human glioma cell lines in vitro, restoring wild-type p53 tumor suppressor functions.
The restoration of normal p53-encoded protein in the mutant cell lines induced cell
death. The high expression of the newly transduced protein had different effects on the
growth rate of the infected cell lines depending on the p53 status of the cells.
키워드
p53; Adenoviral vector; Glioma; Gene replacement;
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