Lipid raft 콜레스테롤이 전립선암 세포주의 세포사멸과정에 미치는 영향에 관한 연구 : EGFR/Akt와 EGFR/Erk 신호전달경로를 중심으로 = (The)influence of lipid raft cholesterol on apoptotic cell death of prostate cancer cells through EGFR-mediated Akt and Erk signal transductions

국문 초록 (Abstract)

Lipid rafts는 세포막에 존재하고 콜레스테롤이 밀집되어 있는 영역으로 인산화 연쇄반응에 의한 신호 전달을 조절하는 것으로 보고 있다. 그러나 콜레스테롤이 축적되는 고형성 종양 성장에 있어 lipid raft 콜레스테롤의 역할은 잘 알려져 있지 않다. 본 연구에서는 고형성 종양의 일종인 전립선암 세포를 대상으로 lipid raft 콜레스테롤의 변화가 세포 사멸을 유도할 수 있는지 조사해 보고자 하였으며 이러한 현상이 EGFR/Akt/Bad와 EGFR/Erk 신호 전달의 변화를 동반하여 발생하는지 알아보고자 하였다.Lipid raft microdomain의 콜레스테롤 농도 변화에 따른 cell viability를 측정하기 위해서 LNCaP 세포주를 콜레스테롤 제거제인 2-hydroxypropyl-β-cyclodextrin이 포함된 serum free media에 1～24시간 배양한 후, celltiterblueTM 을 이용하여 측정하였다. 세포 사멸은 Hoechst staining, ethidium bromide/acridine orange stainin, ELISA assay로 측정하였고 세포의 신호 전달 변화를 알아보기 위해서 western blotting을 이용하였다. 처리 약물과 배양된 세포는 바로 용해하거나 lipid raft와 non lipid raft 영역으로 분리하여 단백질을 얻은 후, Akt, pAkt, pBad136, Erk-1,2, pErk-1,2, pBad112, bcl-2, cleaved caspase-3, PARP, β-actin 항체에 대한 western blotting을 수행하였다.LNCaP 세포주는 2-hydroxypropyl-β-cyclodextrin 처리된 후, 실제로 lipid raft microdomain의 콜레스테롤 농도를 감소시킴을 확인하였다. Cell viability는 2-hydroxypropyl-β-cyclodextrin 처리 농도 증가에 따라 감소하는 양상을 보였다. Lipid raft microdomain은 콜레스테롤 첨가 배양에 의해 다시 콜레스테롤 농도와 cell viability를 회복하여, cell viability의 변화가 콜레스테롤에 의한 변화임이 확인되었다. Hoechst, Ethidium bromide/acridine orange, ELISA 결과, 세포 사멸은 2-hydroxypropyl-β-cyclodextrin 처리 농도와 처리 시간에 따라 증가하는 양상을 보였다. 이러한 세포 사멸 현상은 단백질 수준에서도 조사되어 lipid raft 콜레스테롤 농도가 감소할수록 cleaved caspase-3와 cleaved PARP의 발현이 증가함을 확인하였다. Lipid raft microdomain의 콜레스테롤 농도 감소는 Akt와 Bad136의 인산화 억제를 매우 민감하게 조절하였고 이러한 현상은 콜레스테롤 추가로 인한 lipid raft microdomain 복구로 인해 다시 회복되었다. EGFR/Erk 신호 전달 변화는 non lipid raft 영역이 아닌 lipid raft 영역에서만 발생하였으며 이 영역에서 활성화된 Erk-1,2는 lipid raft microdomain의 콜레스테롤 농도 감소에 의해 뚜렷한 감소 현상을 보였다. 이는 EGFR/Erk-1,2 신호 전달 경로가 lipid raft와 밀접한 관련이 있음을 말한다.본 연구에서는 LNCaP 세포에서 lipid raft microdomain이 세포 사멸을 유도할 수 있으며 EGFR/Akt와 EGFR/Erk 신호 전달을 억제 조정할 수 있음을 제시하였다. 따라서 체내 콜레스테롤 수준을 낮추어 주는 약물, 식이 요법, 생활 패턴의 변화가 전립선암의 치료 및 예방 전략에 도움이 될 수 있을 것으로 사료된다.