급성전골수성백혈병 HL-60 세포주에서 방사선 조사에 의한 세포고사기전 연구 = (A) study on apoptotic signaling pathway in HL-60 cells induced by radiation

국문 초록 (Abstract)

방사선 조사에 의한 세포사멸기전은 아직도 명확히 규명되어 있지 않으나, 최근 연구보고에 의하면 방사선 조사 후 세포고사를 일으키는 신호전달계의 활성화가 세포사멸에 관여함이 밝혀지고 있다. 따라서 본 연구에서는 방사선 조사에 의하여 유발되는 세포고사의 신호전달기전, 특히 caspase계 cysteine protease의 활성화, Bcl₂및 Bax 단백질, cytochrome c의 세포질내로의 방출, Fas 와 Fas-L 단백질의 발현양상 등의 조사를 통하여 방사선 조사에 의하여 유발되는 세포고사기전을 규명하고자 하였다.
방사선 조사 후 세포의 생존율은 방사선 조사선량과 조사 후 시간경과에 따라 현저하게 감소됨을 알 수 있었다. 세포고사의 특징인 사다리형 DNA 분절은 방사선 조사 4시간 후부터 시간경과에 따라 증가하였으며, 조사선량이 증가할수록 더욱 현저하였다. 이는 방사선 조사에 의해 유발되는 세포사멸이 세포고사에 의한 것을 시사하였다. HL-60 세포주에서는 방사선 조사 후 caspase계 cysteine proteases 중 caspase-2, 3, 6, 8 및 9의 활성화가 방사선 조사 후 시간경 과에 따라 증가하였으며, 16Gy의 방사선량 조사 4시간 후에 poly(ADP-ribosyl) polymerase(PARP)의 분절과 Western blotting을 이용한 procaspase- 3의 분절을 확인함으로서 caspase-3의 활성을 간접적으로 증명할 수 있었다. Bcl₂단백질은 방사선 조사 후 시간경과에 따라 감소하였으며, Bax 단백질은 시간경과에 따라 발현이 증가하는 양상을 관찰할 수 있었다. 방사선 조사 후 cytochrome c의 세포질내로의 방출을 확인할 수 있다. 또한 Fas 및 Fas-L 단백질 모두 방사선 조사 후 발현이 증가하는 양상을 관찰할 수 있었다.
이상의 결과로 미루어 볼 때, HL-60 세포주에서 방사선 조사에 의해 유발되는 세포사멸이 세포고사기전에 의해서 매개됨을 확인하였으며, 이는 세포내 caspase 계 cysteine proteases, Bcl₂, Bax, 세포질내로의 cytochrome c 방출 그리고 Fas, Fas-L가 관여하는 신호전달경로의 활성화에 의한 것임을 의미하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The mechanical insights of death of cancer cells by ionizing radiation are not yet clearly defined. Recent evidences have demonstrated that radiation therapy may induce cell death via activation of signaling pathway for apoptosis in target cells. This study is designed whether ionizing radiation may activate the signaling cascades of apoptosis including caspase family cysteine proteases, Bcl₂/ Bax, cytochrome c and Fas/Fas-L in target cells.
Ionizing radiation decreases the viability of HL-60 cells in a time and dose dependent manner. Ionizing radiation-induced death in HI-60 cells is an apoptotic death which is revealed as characteristic ladder-pattern fragmentation of genomic DNA over 16Gy at 4 hours. Ionizing radiation induces the activation of caspase-2, 3, 6, 8 and 9 of HL-60 cells in a time-dependent manner. The activation of caspase-3 protease is also evidenced by the digestion of poly (ADP-ribose) polymerase and procaspase-3 with 16Gy ionizing irradiation. Anti-apoptotic Bcl₂ expression is decreased but apoptotic Bax expression is increased with mitochondrial cytochrome c release in a time-dependent manner. In additon, expression of Fas and Fas-L is also increased in a time dependent manner.
These data suggest that ionizing radiation-induced apoptosis is mediated by the activation of various signaling pathways including caspase family cysteine proteases, Bcl₂/Bax, Fas and Fas-L in a time and dose dependent manner.

목차 (Table of Contents)

• 목차
• 국문초록 = 1
• I. 서론 = 3
• II. 실험재료 및 방법 = 5
• III. 실험성적 = 10
• IV. 고찰 = 31
• V. 결론 = 36
• 참고문헌 = 37
• 영문초록 = 42