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SCK 선암세포주에서 방사선 조사에 의해 유도되는 Apoptosis에 미치는 암유전자의 발현
이헝식,박홍규,문창우,윤선민,허원주,정수진,정민호,이상화,Lee Hyung Sik,Park Hong Kyu,Moon Chang Woo,Yoon Seon Min,Hur Won Joo,Jeong Su Jin,Jeong Min Ho,Lee Sang Hwa 대한방사선종양학회 1999 Radiation Oncology Journal Vol.17 No.1
목적 : 연구자들은 배양 배지의 산성환경이 SCK 선암세포에서 apoptosis를 유도하는 것과 산성환경이 SCK 선암 세포주에서 방사선에 의해 유도되는 apoptosis를 억제시킨다고 관찰하고 apoptosis 관련 유전자들인 p53, p21/WAF/CIP, Bcl-2 및 Bax 들의 발현과 배양 배지 pH 환경과의 연관성을 관찰하였다. 대상 및 방법 : SCK 선암 세포주를 체외 방사선 조사기를 이용하여 방사선 120Gy 조사 후 규정된 시간에 DNA fragmentation을 전기 영동으로 관찰하였다. 실험 조작으로 apoptosis가 유발된 세포군을 정량적으로 분석하고 세포주기 분석을 위하여 FACScan을 이용하였다. Apoptosis 관련 유전자들인 p53, P21/WAF/CIP, Bcl-2 및 Bax 들의 발현은 western blot으로 관찰하였다. 결과 : SCK 선암 세포주에서 방사선에 의해 유도되는 apoptosis는 산성환경(pH 6.6)에서는 apoptosis의 유발이 억제 된다는 사실을 관찰할 수 있었다. 세포주기 분석에서는 방사선조사 후 apoptosis가 뚜렷히 관찰된 pH 7.5 배양 배지 조건에 비하여 pH 6.6 배양 배지 조건에서 현저한 G2/M arrest가 관찰 되었다. apoptosis 관련 유전단백 분석에서는 Bcl-2 유전단백은 두 군 공히 발현의 차이를 관찰할 수 없었고, p53 및 p21은 pH 7.5 배양 배지 환경에서 뚜렷한 발현의 증가를 관찰하였고, p21은 pH 6.6 배양 배지 환경에서는 발현을 관찰할 수 없었다. Bax는 pH 7.5 배양 배지 환경에서 pH 6.6 환경에 비해 경미한 발현의 증가 및 지속성을 관찰하였다. 결론 . 저자들은 SCK 선암 세포주를 대상으로 방사선조사 후 상이한 pH 7.5 와 6.6의 배양 배지 조건에 따른 apoptosis의 관찰에 영향을 주는 유전자 발현에 관한 연구에서 Bcl-2 family의 발현에 비해 세포주기 관련 유전단백들인 p53 발현과 이에 따른 p21의 발현차이가 확연한 p53-dependent apoptotic pathway를 확인하였다. 방사선 조사 후 pH 6.6의 배양 배지 조건에서의 apoptosis 현상을 관찰할 수 없었던 이유는 pH 6.6의 경우 50-60$\%$의 세포가 G2/M arrest에서 세포주기를 순환하지 못함을 확인하였기에 G2/M arrest의 해지와 더불어 순환되는 세포주기의 결과에 따른 post-mitotic apoptosis 현상의 장애로 추론하였다. Purpose : The expression of p53, P211WAF/CIP, Bcl-2, and Bax underlying the radiation-induced apoptosis in different pH environments using SCK mammary adenocarcinoma cell line was investigated. Materials and Methods Mammary adenocarcinoma cells of hi) mice (SCK cells) in exponential growth phase were irradiated with a linear accelerator at room temperature. The cells were irradiated with 12 Gy and one hour later, the media was replaced with fresh media at a different pHs. After Incubation at 37Microbioiogy, College of Medicine Dong A University for 0$\~$48 h, the extort of apoptosis was determined using agarose gel electrophoresis and flow cytometry. The progression of cells through the cell cycle after irradiation in different pHs was also determined with flow cytometry. Western blot analysis was used to monitor p53, p211WAFfCIP, Bcl-2, and Bu protein levels. Results : The induction of apoptosis by irradiation in pH 6.6 medium was markedly less than that in pH 7.5 medium. The radiation-induced G2IM arrest in pH 6.6 medium lasted markedly longer than that in pH 7.5 medium. Considerable amounts of p53 and p21 proteins already existed at pH 7.5 and increased the level of p53 and p21 significantly after 12 Gy X-irradiation. An incubation at pH 6.6 after 12 Gy X-irradiation did not change the level of p53 and p21 protein levels significantly. Bcl-2 proteins were not significantly affected by radiation and showed no correlation with cell susceptibility to radiation-induced apoptosis in different pHs. An exposure to 12 Gy of X-rays increased the level of Bax protein at pH 7.5 but at pH 6.6, it was slight. Conclusions : The molecular mechanism underlying radiation-induced apoptosis in dinerent pH environments using SCK mammary adenocarcinoma cell line was dependent of the expression p53 and P211YVAF/CIP proteins. We may propose following hypothesis that an acidic stress augments the radiation-induced G2iM arrest, which inhibiting the irradiated cells undergo post-mitotic apoptosis. The effects of environmental acidity on anti-apoptotic and pro-apoptotic function of Bcl-2 family was unclear in SCK mammary adenocarcinoma cell line.
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