Metformin-Induced Multiple Immune Checkpoint Inhibition by Targeted Regulation of N-glycosylation

국문 초록 (Abstract)

암은 전 세계적 주요 사망 원인 중 하나로, 화학요법 및 방사선 치료 등 기존 치료법의 발전에도 불구하고 치료 저항성과 질병 재발이라는 근본적 한계를 극복하지 못하고 있다. 이에 반해, 환자의 내재적 면역체계를 활성화하여 항암 면역반응을 유도하는 면역관문 억제제는 기존 항암치료의 독성을 현저히 감소시키면서 향상된 치료 효능을 제공함으로써, 다양한 악성 종양의 주요 치료법으로 확립되고 있다. 그러나 대부분의 암 환자는 면역관문 단백질의 다중 발현으로 인해 최적의 항암 효과 달성을 위해서는 복수의 항체 병용이 필수적이라는 근본적 한계가 존재한다. 이러한 장기간의 다중 항체 치료는 숙주 면역계가 생물학적 치료제를 이물질로 인식하면서 과민반응 및 아나필락시스와 같은 심각한 부작용을 야기할 뿐만 아니라, 치료 항체의 조기 제거를 초래하는 면역반응을 촉발함으로써 치료 효능의 감소를 초래한다. 본 연구는 기존 항체 기반 면역치료의 한계를 극복하기 위해 항체 비의존적인 접근법으로서 제2형 당뇨병 치료제인 메트포르민(metformin)을 활용한 새로운 항암 면역치료 전략을 제시한다. 유방암 세포에 메트포르민을 처리하면 세포막에 과발현된 면역관문 단백질이 하향 조절되는 것을 확인하였다. 이러한 메트포르민의 작용은 AMPK 활성화 및 mTOR 억제라는 이중 기전을 통해 면역관문 단백질의 당화 과정을 교란하거나 세포 자가포식을 유도하는 것으로 밝혀졌다. 이에 따라, 메트포르민 처리는 유방암 세포에서 종양 면역 회피에 관여하는 면역관문 단백질들을 다중적으로 하향 조절하여 면역 환경을 개선함으로써, 효과적인 항종양 면역반응을 유도한다. 이러한 기전은 면역관문 억제제와의 병용 치료를 통해 기존 항체 기반 면역치료의 한계를 극복할 수 있는 치료적 전략을 제시한다. 본 연구는 나아가 메트포르민의 항종양 효과에 대한 새로운 기전적 이해를 제공할 것으로 기대된다.

목차 (Table of Contents)

• I. Introduction 1
• II. Materials and Methods 6
• 1. Reagents 6
• 2. Cell culture and treatment 8
• 3. In vitro cytotoxicity assessment 9
• 4. Western blotting analysis 10
• 5. Identification of N-glycosylation by lectin blotting 12
• 6. The expression of immune checkpoints by flow cytometry 13
• 7. In vivo antitumor efficacy 14
• 8. mRNA Sequencing 15
• 9. Cytokine and Chemokine Profiling 16
• III. Results and Discussion 17
• 1. Multiple inhibition of immune checkpoint with metformin 17
• 2. Exploring the immune checkpoint inhibition mechanism of
• metformin 24
• 3. The antitumor efficacy of metformin treatment 32
• IV. Conclusion 41
• V. Reference 43