암세포 유래 엑소좀을 이용한 엑소좀 회귀의 실험적 증명 = Experimental proof of exosome homing to cancer cells using cancer cell-derived exosomes

국문 초록 (Abstract)

엑소좀 (Exosome)은 일반적으로 세포에서 분비하는 인지질 이중층 구조의 세포 외 소낭(extracellular vesicle) 중 하나이다. 엑소좀의 크기는 30~200nm 정도이며, 세포 내 단백질 또는 DNA 및 RNA 등을 포함하고 있다. 세포막성 구조물 특성상 엑소좀이 유래된 세포의 세포막 단백질을 함유하며, 이러한 특징들은 세포 간의 통신 및 물질 전달에 관여하는 것으로 알려져 있다. 또한, 암세포 유래 엑소좀은 특이적으로 특정 세포에 물질을 전달하는 정상세포 유래 엑소좀과 달리 특이도가 떨어져 비특이적으로 주변세포에 영향을 주며 이러한 영향으로 암세포의 주변으로의 확산 및 발달을 유도하는 것으로 알려져 있다. 한편으로는 특정 세포로부터 유래된 엑소좀은 자신이 유래한 세포의 단백질과 DNA, RNA 등과 같은 물질을 포함하고 있어 자신이 유래한 세포로 다시 회귀한다는 엑소좀 호밍 (Homing)의 기능이 있다고 알려져 있다. 하지만, 메커니즘과 회귀현상에 대한 명확한 증명 연구는 보고되어 있지 않다.
본 연구에서는 대장암 세포 HCT116으로부터 엑소좀을 추출하여 추출된 엑소좀이 대장암 세포 HCT116으로부터 유래된 엑소좀이라는 것을 엑소좀이 가지고 있는 세포막 단백질의 검출과 엑소좀의 크기와 모양 등의 외형적 특징, 생화학적 특성을 이용하여 증명하였다. 그리고, 대장암 세포 HCT116으로부터 유래된 엑소좀의 회귀를 검증하기 위하여 대장암 세포 HCT116과 다른 종류의 대장암 세포(SW480, SW620) 정상 대장 상피세포 (HCoEpiC), 정상 섬유아세포 (CCD-18co) 그리고 난소암 세포 (SK-OV-3)를 이용하여 형광 염색된 대장암 세포 HCT116 유래 엑소좀의 수용양을 확인하였다. 결과적으로 HCT116에서 유래된 엑소좀은 다른 세포에 비해 HCT116으로 회귀흡수가 가장 높은 것으로 관찰되었다. 다른 종류의 대장암 세포 실험과 다른 장기 발생 암종 세포 등에도 흡수가 되는 것으로 관찰되었지만, HCT116 세포로의 회귀 흡수량에 비해 상대적으로 적은 양이 흡수되었다. 반면에, 정상 세포(정상 대장상피세포, 정상 섬유아세포)로 흡수된 대장암 세포 HCT116 유래 엑소좀의 흡수량은 매우 미비하였다. 이러한 결과는 암세포를 표적으로 하는 약물 전달체로서의 가능성을 시사한다.

목차 (Table of Contents)

• 국문초록 Ⅵ
• Ⅰ. 서론 1
• Ⅱ. 재료 및 방법 3
• 1. 세포 배양 3
• 2. 엑소좀 추출 4
• 3. 엑소좀과 HCT116 세포를 이용한 Western blotting 5
• 4. TRPS(tunable resistive pulse sensing) 7
• 5. Transmission Electron Microscopy(TEM) 7
• 6. 엑소좀 내부 단백질과 막의 형광 염색 7
• 7. 염색된 엑소좀으로 처리된 세포의 공초점현미경 촬영 8
• Ⅲ. 결과 10
• 1. 대장암세포 HCT116 에서 추출된 엑소좀의 엑소좀 마커 검증 10
• 2. TRPS(tunable resistive pulse sensing)를 통한 엑소좀 크기 측정 10
• 3. TEM(Transmission Electron Microscopy)을 이용한 엑소좀의 크기 및 형태 확인 11
• 4. 엑소좀의 인지질 이중막 확인과 세포 내 단백질 검증 11
• 5. 엑소좀 회귀성의 실험적 검증 11
• 6. 대장암 세포를 이용한 반응시간별 엑소좀 흡수율 검증 13
• Ⅳ. 고찰 13
• 참고문헌 16
• ABSTRACT 27
• 감사의 글 29