비소세포성폐암에서 Luteolin의 MMP9 표적 기전 규명을 위한 바이오인포메틱스 통합분석 및 세포수준 검증 = Integrated Bioinformatics and Cellular Validation of Luteolin Target MMP9 in Non-Small Cell Lung Cancer

국문 초록 (Abstract)

국 문 초 록
비소세포성폐암에서 Luteolin의
MMP9 표적 기전 규명을 위한
바이오인포메틱스
통합분석 및 세포수준 검증
김정윤
慶熙大學校 大學院 韓醫學科
Supervised by Prof. 고성규, MD, Ph.D., MPH
배경/목적: 비소세포폐암(NSCLC)에서는 다중 경로를 조절하는 천연물
기반 치료 대안이 요구된다. 본 연구는 플라보노이드인 luteolin의 항암
작용이 MMP9을 중심으로 매개되는지 규명하고자 하였다.
방법: STITCH·CTD·PubChem을 통합한 표적 예측과 GO/KEGG
enrichment를 수행하고, TCGA LUAD·LUSC 데이터로 발현 및
예후(전체 생존) 분석을 했다. 결합 예측은 CB-Dock2로 도킹하였다. 기능
검증은 A549 세포에서 MTT assay와 western blottting으로 MMP9과
cleaved PARP를 측정하였다.
결과: 세 데이터베이스 통합 분석에서 MMP9이 유일한 공통 표적으로
확인되었으며, 표적 유전자는 산화·금속 이온·화학 스트레스 반응 등 방어
경로에 풍부하게 포함되었다. A549 세포에서 luteolin은 농도 의존적으로
생존율을 감소시켜 IC₅₀ = 52.24 μM을 보였고, TCGA 분석에서는
MMP9이 종양에서 과발현되었으나 생존율 차이는 없었다. 도킹 및
단백질 분석 결과, luteolin은 MMP9의 catalytic pocket 내 R424, H401,
Y423, L418과 안정적 결합을 형성하며 MMP9 발현을 억제하고 cleaved
PARP를 증가시켜 apoptosis를 유도함을 시사하였다.
결론: Luteolin은 MMP9의 발현 억제와 효소 활성 저해를 통해
NSCLC의 침윤·생존 경로를 약화시키고 세포자멸사를 유도함으로써,
MMP9 표적 기반의 자연유래 항암제 및 병용 치료 보조제로서의
잠재력을 지닌다.
Keyword: 루테올린(luteolin), 비소세포폐암, 세포주기조절, 세포사멸,
유전자 발현 조절

목차 (Table of Contents)

• I. 서 론 1
• II. 실험 재료 및 방법 3
• 1. Luteolin의 화학적 구조 및 함유 허브 4
• 2. Luteolin의 물리·화학적 특성 6
• 3. Cell culture 7
• 4. Cell viability 8
• 5. Western blot 9
• 6. Search Tool for Interactions of Chemicals(STITCH) analysis 10
• 7. Comparative Toxicogenomics Database (CTD) analysis 11
• 8. PubChem BioAssay analysis 12
• 9. GEPIA2 analysis 13
• 10. CB-Dock2 analysis 14
• 11. Statistical analysis 15
• III. 결 과 16
• 1. Luteolin의 세포 생존율에 미치는 영향 17
• 2. Luteolin의 표적 단백질 상호작용 네트워크 분석 19
• 3. Luteolin의 표적 단백질 예측 및 데이터베이스 통합 분석 30
• 4. Luteolin 표적 유전자의 생물학적 과정(GO BP) 분석 결과 33
• 5. MMP9의 폐암 환자 생존율과의 연관성 분석 결과 36
• 6. MMP9의 폐암 조직 내 발현 분석 결과 39
• 7. Luteolin–MMP9 결합 예측 결과(CB-Dock2 기반 분석) 42
• 8. Luteolin에 의한 MMP9 발현 억제 및 세포자멸사 유도 효과 44
• IV. 고 찰 45
• V. 결 론 48
• 참 고 문 헌 49
• ABSTRACT 58
• 국 문 초 록 60