악성유방암 치료를 위한 VEGFR-1 특이적 억제물질 개발 = Development of VEGFR-1 specific inhibitor for the treatment of malignant breast cancer

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

I.Objectives
This project is aim to develop a novel anticancer drug for breast cancer patients by studying role of vascular endothelial growth factor on breast cancer cell survival. Vascular endothelial growth factor (VEGF) has an essential role in promoting new blood vessel formation (angiogenesis) during tumor development, and inhibition of its function effectively prevents tumor growth through incomplete blood vessel formation. Tumor producing VEGF mediates angiogenesis trough interaction with VEGF receptor VEGFR-2 at the surface of endothelial cells. Thus, antagonism of VEGF can effectively prevent tumor growth through incomplete blood vessel formation. The specific purpose of this project is to demonstrate that VEGF directly mediates survival of breast cancer cells through VEGFR-1/Flt-1 and thus it will be distinguished from the role of VEGF on endothelial cells described from above.
II.Scope
-Examination of VEGFR-1 and phosphorylated VEGFR-1 expression in human breast cancer specimen and cell lines.
-Localization of VEGFR-1in breast cancer cells.
-Generation of the VEGFR-1 stably overexpressing breast cancer cells.
-Effect of VEGF on VEGFR-1 phosphorylation in breast cancer cells.
-Inhibition of VEGFR-1 phosphorylation in breast cancer cells by anti-angiogenic inhibitors.
-Cytotoxicity of breast cancer cells by anti-angiogenic inhibtors.
II.Results
-VEGFR-1 was expressed over 90% of human malignant breast cancer tissues.
-The phosphorylated VEGFR-1 was observed over 50% of human malignant breast cancer tissues.
-VEGFR-1 was expressed at the nuclear envelope or golgi complex of breast cancer cells.
-VEGFR-1 was internally expressed in the VEGFR-1 overexpressing breast cancer cells.
-VEGFR-1 was colocalized with VEGF at an internal region of breast cancer cells.
-When effect of anti-angiogenic inhibitors on VEGFR-1 phosphorylation was examined in breast cancer cells, we found that Sunitinib and Flavopiridol strongly inhibited phosphorylation of VEGFR-1in these cells.
-Sunitinib and Flavopiridol potently suppressed survival of breast cancer cells.
IV.Applicability
-By examining effect of anti-angiogenic inhibitors on survival of breast cancer cells, we demonstrated that some anti-angiogenic inhibitors can act as chemotherapeutic inhibitors via inhibition of VEGFR-1 phosphorylation.
-Anti-cancer drug screen from natural compound library by using the VEGFR-1 overexpressing breast cancer cells.
-Screen of VEGFR-1 inhibitory compounds from Flavin family including Flavorpiridol.

국문 초록 (Abstract)

1. 연구개발의 목적 및 필요성
유방암 세포의 생존에 필수적인 기작을 내피세포성장인자(vascular endothelial growth factor, VEGF)의 기능을 중심으로 연구함으로서 유방암 치료를 위한 새로운 개념의 항암제 개발을 목표로 함. 암은 무한 증식에 필요한 산소와 영양분을 공급 받기위해 암조직으로 혈관의 생성을 유도함. 이 암혈관생성(tumor angiogenesis)은 VEGF에 의해 주로 이루어지는 것으로서 암세포가 생산하는 VEGF가 내피세포의 표면에 존재하는 VEGF 수용체 VEGFR-2를 통해 혈관신생을 촉진하는 기작에 의존함. 그러나 본 연구는 VEGF가 내피세포에 작용하여 암세포 성장에 관여하는 기작과 다르게 유방암세포에서는 VEGFR-1을 통해 암세포의 생존을 직접 매개함을 밝히고자 함.
Ⅱ. 연구개발의 내용 및 범위
-유방암 환자조직 및 세포에서 VEGFR-1 및 인산화 VEGFR-1 발현 조사
-유방암 세포에서 VEGFR-1 발현 위치조사
-VEGFR-1 과다발현 유방암 세포주 개발
-VEGFR-1 활성화에 VEGF의 관여도 조사
-혈관신생억제제의 유방암세포 인산화 VEGFR-1 억제 및 괴사도 측정
Ⅲ. 연구개발결과
-악성유방암 조직에서 VEGFR-1의 발현이 분석된 조직의 90% 이상에서 관찰되었음
-악성유방암 조직에서 인산화된 VEGFR-1의 발현이 분석된 조직의 50% 이상에서 관찰되었음.
-악성유방암 조직에서 VEGFR-1은 핵과 골지체등의 세포내부에서 발현하였음.
-VEGFR-1 과다발현 유방암세포에서 VEGFR-1은 세포내부에서 발현하였음.
-VEGF와 VEGFR-1은 세포내부에서 colocalization되었음.
-혈관생성억제 화합물에 의한 인산화된 VEGFR-1 억제효과를 검증한 결과 Sunitinib와 Flavopiridol의 VEGFR-1인산화 억제효과가 탁월하였음.
-Sunitinib와 Flavopiridol의 악성유방암세포의 괴사효과가 탁월하였음
Ⅳ. 연구개발결과의 활용계획
-혈관생성억제 화합물의 직접적 유방암세포 괴사에 이용하여 anti-angiogenic inhibitor를 chemotherapeutic inhibitor로 활용할수 있음을 VEGFR-1 인산화 억제를 이용하여 증명하였음.
-구축된 VEGFR-1 과다발현 유방암세포주를 이용한 천연물등 각종 화합 library에서 항암물질탐색
- Flavorpridol을 포함한 Flavin 계열 천연물에서 최적의 VEGFR-1억제 후보물질 탐색.