거세저항성 전립선암 세포에서 DDIT4에 의한 ERK 인산화 및 염증 신호 조절 기전 규명 = The role of DDIT4 in regulating ERK phosphorylation and inflammatory signaling in castration-resistant prostate cancer cells

국문 초록 (Abstract)

전립선암은 전 세계 남성에게 두 번째로 흔한 암종이며, 암 관련 사망 원인 중 다섯 번째로 높은 사망률을 보인다. 안드로젠 수용체(Androgen Receptor, AR)는 스테로이드 핵수용체로서 전립선암의 성장과 진행에 핵심적인 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 현재 임상적으로 주로 AR을 표적으로 하는 치료법이 적용되지만, 치료 초기에만 효과를 보이다가 시간이 경과함에 따라 AR의 리간드 결합 도메인(Ligand binding domain, LBD)의 구조 변화로 인해 안드로젠이나 억제제에 대한 반응성이 상실되고, 대체 성장 경로가 활성화되면서 재발하게 된다. 이러한 변화를 가지게 된 암세포는 안드로젠 차단 치료에 저항성을 보이게 되며, 이 상태를 거세 저항성 전립선암(Castration-Resistant Prostate Cancer, CRPC)이라 한다. 따라서 CRPC에 대한 새로운 치료 전략 개발이 반드시 필요한 상황이다.
DDIT4(DNA-damaged inducible transcript 4)는 다양한 세포 스트레스에 반응하여 발현이 증가되는 단백질이며 세포의 성장 및 증식에 관여한다. GEO의 GSE dataset 분석을 통해 정상 조직과 원발성 전립선암 조직 및 전이성 전립선암 조직을 비교하였을 때 원발성 전립선암 조직 및 전이성 전립선암 조직에서 DDIT4 유전자의 발현이 더 높은 것을 확인하였다. 이는 DDIT4 유전자가 전립선암 증식 및 진행에 중요한 역할을 할 가능성을 시사한다.
본 연구에서는 CRPC 세포주인 PC3 세포를 이용하여 DDIT4 기능적 역할을 규명하였다. DDIT4 유전자 과발현 시스템 구축을 통해 PC3 세포에 DDIT4 유전자를 과발현 시 Extracellular signal-regulated kinase인 ERK의 인산화 수준이 증가되며, 자가포식 활성 및세포의 증식이 촉진됨을 확인다. 이와는 반대로 siRNA를 이용해 DDIT4 유전자 발현을 억제시켰을 때에는 ERK의 인산화 및 자가포식이 감소되어 세포 증식이 억제됨을 확인하였다. 또한 DDIT4 유전자 기능 조절 시, GSE dataset 분석을 통해 확인된 표적 유전자인 PAGE4의 발현을 확인해본 결과, DDIT4에 의해 PAGE4의 발현이 조절되는 것으로 확인되었다. 이를 통해 결론적으로 DDIT4는 PC3세포의 증식 및 자가포식 조절에 매우 중요한 역할을 하며, 나아가 DDIT4 발현 조절이 CRPC 치료에 있어 핵심적 표적이 될 수 있음을 시사한다.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서 론 1
• 1. 전립선암 (Prostate Cancer)의 개요 1
• 2. 거세 저항성 전립선암 2
• 3. 암세포에서 DDIT4 유전자의 역할 4
• 4. 연구 목적 5
• Ⅱ. 실험 재료 및 방법 6
• 1. 세포 배양 및 실험 6
• 2. Western blot 분석 7
• 3. Quantitative Real time Polymerase Chain Reaction(qRT-PCR) 분석 8
• 4. NF-κB 프로모터 전사 활성 분석 10
• 5. 통계 및 분석 10
• Ⅲ. 결 과 11
• 1. 전립선암의 진행 형태에 따른 내재적인 DDIT4 유전자의 발현 차이 11
• 2. DDIT4 과발현에 따른 PC3 세포 내 유전자 발현 변화 13
• 3. DDIT4 녹아웃 PC3 세포의 유전자 발현 변화 분석 17
• 4. DDIT4 발현 수준에 따른 신호전달 경로의 변화 확인 20
• 5. GSE dataset을 통한 표적 유전자 발굴 22
• 6. DDIT4 과발현에 따른 NF-κB 발현 및 핵 내 이동 변화 확인 25
• 7. ERK 인산화 억제에 따른 유전자 발현 변화 분석 27
• 8. 전립선암 세포와 면역세포의 상관관계 분석 29
• Ⅳ. 결 론 31
• Ⅴ. 토 의 32
• Ⅵ. 참고 문헌 34
• Ⅶ. Abstract 37