유전체학적 특성이 규명된 위암 세포주에서 IGF-1/IGR-1R 신호전달경로 활성화가 Tyrosine kinase Inhibitor(TKI)의 내성에 미치는 분자생물학적 기전에 대한 연구 = Impact of IGF-1/IGF-1R Signaling Pathway Activation on Resistance Mechanisms of Tyrosine Kinase Inhibitor in Genomically-Defined Gastric Cancer Cell Lines

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This research proposal was conducted to understand molecular mechanisms of PI3K/Akt activation via IGF-1/IGF-1R causing sensitivity/resistance to tyrosine kinase inhibitors (TKI) and to develop new therapeutic strategies in gastric cancer. I, first, investigated if IGF-1/IGF-1R pathway is activated in a panel of genetically defined gastric cancer cell lines and then, tested if the IGF-1/IGF-1R pathway is effectively inhibited by IGF-1R TKIs. SNU-638SR, a Met TKI resistant cell line was activated IGF-1/IGF-1R pathway and is effectively inhibited growth and downstream signaling pathway by adding IGF-1R TKIs. Second, to study mechanisms of sensitivity to NVP-AWE541, a novel IGF-1R ihibitor, YCC cell lines were treated. Among them, only YCC-1 and YCC-10 were sensitive to NVP-AWE541. IGFBP-3 is a negative regulator of IGF-1/IGF-1R and is related to poor prognosis in various types of cancer. In this study, low expression of IGFBP-3 was correlated poor prognosis in early stage gstric cancer patients. Taken together, PI3K/Akt activation via IGF-1/IGF-1R is an important mechanism of TKI resisatnce and is considered as a promising target in gstric cancer. Therefore, it should be further investigated and validated in preclinical & clinical study.

국문 초록 (Abstract)

I. 연구개발의 목적 및 필요성
많은 종양에서 IGF-1/IGF-1R 신호전달경로에 의한 PI3K/Akt 의 활성화가 확인되었으며, 이 신호전달경로의 활성화가 다양한 표적치료제의 내성기전과 관련이 있다는 연구가 진행되었음. 최근에는 IGF-1/IGF-1R을 표적으로 하는 TKI 혹은 단클론 항체 등의 새로운 약제들의 개발과 이 약제들이 암세포의 증식을 효과적으로 억제함이 보고되었음. 본 연구는 분자표적치료제의 감수성 및 내성과 관련된 IGF-1/IGR-1R 신호전달경로 활성화의 분자생물학적기전을 밝혀 새로운 개인형 맞춤 치료전략을 수립하고자 하였음.
II. 연구개발의 내용 및 범위
- IGF-1/IGF-1R/IGFBP3 및 PI3K/Akt 신호전달경로의 활성화 여부 및 이에 따른 TKI의 효과를 조사
- IGF-1R 억제제 혹은 shRNA에 의하여 IGF-1/IGF-1R 신호전달경로가 효과적으로 억제되는지와 이에 따른 이 신호전달과정의 “암유전자의존성” 유무를 확인
Ⅲ. 연구개발결과
- p85 IP를 통해 SNU638SR 내성세포주는 PI3K/Akt 신호전달과정을 활성하기 위하여 IRS-1 을 adaptor 단백질로 사용함을 확인하였고, IGF-1/IGF-1R 억제로 PI3K/Akt 의 신호전달과정을 효과적으로 억제하는 조사하기 위하여 TKI 및 IGF-1R 억제재를 단독 혹은 병용투여 하였고, 이를 통하여 SNU638SR 내성세포주에서 성장억제 및 세포고사가 증가됨을 확인 함.
- IGF-1R 억제제에 대한 감수성 기전을 연구하기 위하여 위암세포주에서 IGF-1R 억제제인 NVP-AWE541 에 대한 감수성 여부를 조사하였음. 이들 세포주 중에서 YCC-1 및 YCC-10 만이 NVP-AWE541 에 대해서 감수성을 보였으며, western blot 에서 PI3K/Akt 의 신호전달과정이 효과적으로 억제됨을 확인 하였음. 이에 대한 추가적인 연구가 진행되고 있음
- IGFBP-3는 IGF/IGF-1R의 negative regulator로 알려져 있음. 위암세포주에서 IGFBP-3이 epigenetically inactivation 되어 있음을 MS-PCR 과 qPCR 방법을 이용하여 확인하였으며, TMA 를 이용한 IGFBP-3 발현을 조사하였고, early stage 위암환자에서만 IGFBP-3 발현이 감소하는 경우에 예후가 불량하였음.
Ⅳ. 연구개발결과의 활용계획
향후 본 연구결과는 전이성 위암환자들을 대상으로 한 새로운 치료법 및 개인맞춤치료전략을 수립하기 위한 기초 및 중개연구의 근거가 될 수 있을 것으로 사료됨.