cDNA array를 이용한 BCRP 유전자의 발현조절에 관한 연구 = cDNA array study for regulation of BCRP gene expression

국문 초록 (Abstract)

목적 : 다약제내성을 매개하는 단백질의 하나로 최근에 발견된 breast cancer resistance protein (BCRP)은 기질로서 다수의 항암제를 포함하고 있어 화학요법의 성공여부에 영향을 줄 것으로 예상된다. 이 단백질의 발현이 개인에 따라 차이가 있는지 어떠한 자극에 의해 조절이 되는지에 대한 연구가 거의 없는 실정이어서 본 연구에서는 여러 가지 항암제를 처리한 암세포주의 cDNA array를 이용하여 BCRP의 발현에 영향을 주는 약물들에 대한 검색을 하고자 하였다. 또한 이 단백질이 개인에 따라 차이가 있는지 암조직에서의 발현이 어떻게 나타나는지 공개된 데이터에이스로부터 자료를 확보, 분석하고자 하였다.
방법 : 개인에 따라 암조직에 따른 BCRP 발현량의 변화를 조사하기 위해서 미국 약물유전체 연구네트워크에서 운영하는 PharmGKB 데이터 베이스로부터 52 명의 암환자로부터 암조직 및 정상조직을 분리해 조직별로 BCRP의 발현량을 실시간 RT-PCR 방법으로 분석한 자료를 수집하여 분석하였다. 클로닝한 BCRP cDNA를 주형으로하여 BCRP에 특이적인 방사능 표지된 탐색자를 제작하여, 26 종의 암세포에 26 종의 서로 다른 자극을 처리한 cDNA array에 결합시켰다. 각 spot의 방사능 세기를 스캔하였고, cDNA array상의 cDNA 량을 보정하기 위하여 BCRP실험에 사용하였던 membrane으로부터 결합된 BCRP 탐색자를 제거하고, 방사능 표지된 ubiquitin 탐색자로 다시 반응을 시켜 스캔하였다.
결과 : PharmGKB로부터 수집한 BCHP의 발현자료를 분석한 결과 정상조직에서 BCRP의 발현량은 개인간에 많은 차이를 보이고 있었으며, 동일한 환자에서 얻어진 암조직에서의 발현량과 비교해 볼 때 암발생에 의한 BCRP의 발현량의 증가는 일관성있는 양상을 보이지 않았다. cDNA array 분석 결과 아무런 자극이 없는 상태에서 BCRP의 발현량은 암세포주의 종류에 따라 달랐으며 허파, 피부에서 유래한 암세포와 일부 유방암 유래 세포주에 많이 발현되는 것으로 나타났다. 20여종의 항암제 및 감마선 조사, UV선 조사, 영양분 고갈 등의 자극에 의해 BCRP의 발현량이 변화하는 것으로 나타났는데, 일부세포에서는 감마선 조사에 의한 발현량의 증가가 뚜렷하게 나타났다. 전체적으로 BCRP의 발현의 변화는 암세포의 유래, 암세포의 종류에 따라 다양하게 나타났고 한 가지 자극에 의한 BCRP의 발현조절도 세포에 따라 다르게 나타나는 것으로 알 수 있었다.
결론 : BCRP 유전자의 발현은 개인간에 많은 차이가 있는데, 암의 발생과정에서 일관성있게 발현이 증가하는 것은 아닌 것으로 생각된다 대신에 여러가지의 항암제들이 조직에 따라 암세포의 성질에 따라 BCRP의 발현량을 증가시키는 것으로 나타났다. 항암치료를 위한 UV선 조사나 감마선 조사, heat shock과 같은 물리적인 자극도 BCRF의 발현을 증가시켰다. 이것은 BCRP의 발현이 매우 다양한 요소들의 복합적인 작용에 의해 조절됨을 의미하여 항암치료에서 다약제내성의 심각성을 고려할 때 이 들 조절 인자들에 대한 심층적인 연구가 필요할 것으로 생각된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Objectives Breast cancer resistance protein (BCRP), which was recently discovered for its involvement in multidrug resistance, has been thought to affect the efficacy of chemotherapy since many anti-cancer drugs are substrates for this protein. Limited number of reports have been addressed for the individual variation or regulators of the BCRP expression. In the present study, we screened for possible stimuli to regulate the BCRP expression using cDNA array. For the study of individual variation of BCRP expression, the BCRP expression data was retrieved from the public database and analyzed.
Methods In order to study individual variation of BCRP expression, the expression profile data that includes BCRP expression measured by relatime RT-PCR in normal or tumor tissues of 52 patients was retrieved from PharmGKB database and analyzed. Radiolabeled BCRP-specific cDNA probe was incubated with Cancer cell cDNA array that includes cDNA spots from 26 kinds of cancer cells treated with 26 different signals. Radioactivity of each spot was scanned. In order to normalize the quantity of cDNA spotted, the same membrane was reprobed with radiolabeled ubiquitin probe and scanned.
Results The BCRP expression profile of 52 patients showed wide individual variation and there was no consistent correlation between tumorigenesis and BCRP expression. From cDNA array study, BCRP expression under normal condition was various with the kinds of cancer cells and showed high expression in lung cancer cells, skin cancer cells, and some of breast cancer cells. BCRP expression was changed by the treatment of 20 kinds of anti-cancer drugs, gamma irradiation, UV irradiation, and serum starvation. BCRP induction by gamma irradiation was apparent in several cancer cells. On the whole, the expression profile was dependent on the origin and kind of cancer cells. And the same stimuli showed different effects in different cancer cells.
Conclusions BCRP expression showed wide individual variation but seemed not to be induced by tumorigenesis. Instead, various kinds of anti-cancer drugs increased BCRP expression in tissue- and cancer cell-specific manners. Other anti-cancer therapy such as gamma irradiation, UV irradiation, and heat shock also increased BCRP expression in cell type-specific manners. These results suggest that BCRP expression can be affected by combinational effects of different factors and, considering the significance of multidrug resistance phenomenon in clinical aspects, further explorations into such factors will be need.

목차 (Table of Contents)

• 목차
• 국문초록 = ⅰ
• ABSTRACT = ⅲ
• List of Tables = ⅴ
• Legends of Figures = ⅵ
• Ⅰ. 서론 = 1
• Ⅱ. 연구 목적 = 4
• Ⅲ. 연구 재료 및 방법 = 5
• Ⅳ. 연구 결과 = 10
• Ⅴ. 고찰 = 22
• Ⅵ. 결론 = 28
• 참고문헌 = 30