The Relationship between Intracellular Protein Kinase C Concentration and Invasiveness in U-87 Malignant Glioma Cells

국문 초록 (Abstract)

교모세포종은 비교적 흔한 원발성 뇌종양이며 생물학적 특성상 빠른 성장률을 보이는 것 외에 침습성이 강하여 종양과 인접한 부분을 파괴 시킬 뿐 아니라 직접접촉하지 않는 부분의 파괴도 일어나게 되어 그 결과 치료 예후가 매우 불량한 것으로 되어 있다. 이러한 불량한 예후를 개선 시키기 위해서는 이들 종양의 침습에 대한 기전의 정확한 이해가 필요하며 이를 이용한 새로운 치료방법이 요구된다할 것이다. Protein kinase C(PKC)는 세포내 신호전달체제 과정에서 매우 중요한 역할을 하는 효소로 세포막 수용체 신호를 핵으로 전달하는 역할을 하며 세포내 여러 생물학적 작용이 알려져 있다. 본 실험은 종양침습과 연관하여 세포내 PKC가 어떠한 작용을 하는지에 대해서 악성교종 세포를 대상으로 하여 알아보고자 하였다. 따라서 PKC가 종양침습에 중요한 역할을 할 것이라는 가설을 세웠고 이 가설을 증명하기 위해 세포내 PKC농도를 길항제 및 촉진제를 이용하며 높고 낮게 조절함으로써 그에 따른 침습성의 변화를 살펴보았다. 방법으로는 교모세포종 세포주인 U-87 세포를 약제로 처리한 후 인위적으로 조절된 세포내의 PKC에 대해 효소의 활성도를 측정하였고 침습성은 matrigel artificial basement membrane assay 및 tumor spheroid fetal rat brain aggregate(FRBA) confrontation assay를 이용하여 측정하였다. 결과로 PKC의 길항제인 tamoxifen과 hypericin으로 처치한 세포는 PKC의 활성과 침습도가 모두 감소하였으며 이는 약제농도에 비례하여 나타났다. 반면 PKC 자극제인 TPA로 처치된 세포는 증가된 PKC 활성도나 침습도을 보이지 않았다. 이러한 결과를 종합해 보았을 때 PKC는 종양세포의 침습성에 중요한 역할을 함을 알 수 있었으며 PKC의 길항제는 종양 치료에 유용한 화학 요법 제가 될 수 있을 것으로 사료된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Objective : Glioblastomas, the most common type of primary brain tumors, are highly invasive and cause massive tissue destruction at both the tumor invading edges and in areas that are not in direct contact with glioma cells. As a result, patients with high-grade gliomas are faced with a poor prognosis. Such grim statistics emphasize the need to better understand the mechanisms that underlie glioma invasion, as these may lead to the identification of novel targets in the therapy of high grade gliomas. Protein kinase C(PKC) is a family of serine/threonine kinases and an important signal transduction enzyme that conveys signals generated by ligand-receptor interaction at the cell surface to the nucleus. PKC appears to be critical in regulating many aspects of glioma biology. The purpose of this study was to assess accurately the role of PKC in the invasion regulation of human gliomas based on hypothesis that protein kinase C(PKC) is functional in the process of glial tumor cell invasion. Method : To test this hypothesis, U-87 malignant glioma cell line intracellular PKC levels were up and down regulated and their invasiveness was tested. Intracellular PKC level was characterized using PKC activity assays. Invasion assays including barrier migration and spheroid confrontation were used to study the relationship between PKC concentration and invasiveness. Result : The cell line which were treated by PKC inhibitor tamoxifen and hypericin exhibited decreased PKC activity and decreased invasive abilities dose dependently both in matrigel invasion assay and tumor spheroid fetal rat brain aggregates(FRBA) confrontation assay. However, the cell line that was treated by PKC activator 12-O-tetradecanylphorbol-13acetate(TPA) did not exhibit increases in either PKC activity or invasive ability. Conclusion : These studies suggest that PKC may be a useful molecular target for the chemotherapy of glioblastoma and other malignancies and that a therapeutic approach based on the ability of PKC inhibitors may be helpful in preventing invasion.