구강암 세포주에서 COX-2억제제에 의한 세포성장 억제 효과 및 세포사멸 기전 연구

Abstract

[한글]

염증반응에 중요한 기능을 수행하는 프로스타글란딘이 세포분열이나 증식에 영향을 줌으로서 각종 인체 암의 발생 및 진행에 중요한 역할을 한다는 증거가 최근에 보고되고 있다.Cyclooxygenase (COX) 효소는 프로스타글란딘의 생합성에 촉매로서 작용을 하며, 두 가지 동종효소로 존재한다. COX-1은 대부분의 세포와 조직에 존재하며, 생리적으로 중요한 프로스타글란딘을 생성하고, COX-2는 외부자극에 의해 발현되며, 세포의 성장 분화는 물론 염증과 통증 및 암을 비롯한 각종 퇴행성 질환의 병리학적 발현 및 진행과정에 있어서 중요한 역할을 한다. 이에 COX-2 작용을 억제시킴으로서 암 예방에 응용하려는 시도가 진행되고 있다.특히 최근에는 비스테로이드성 소염제가 세포사멸을 유도하여 antineoplastic 효과를 가지는 것으로 보고되고 있다. 따라서 본 연구에서는 구강암종세포주에서 COX-2선택적 억제제인 celecoxib가 구강암종세포주의 성장억제 효과 및 세포사멸에 미치는 영향을 알아보고자 하였으며, 결과는 다음과 같다. 1. YD-38과 YD-10B 세포주에 COX-2의 선택적 억제제인 celecoxib를 IC50인 37uM을 24, 48, 72시간 동안 처리하였을 때, COX-1의 발현은 변화가 없었으 나, COX-2의 발현은 48시간부터 감소하였다.2. Celecoxib 37uM을 처리하여 유세포 분석기로 분석한 결과 YD-38과 YD-10B 세포에서 G0/G1 arrest가 일어났다.3. G0/G1 arrest에 관여하는 CDKIs (cyclin dependent kinase inhibitors) 중 YD-38 세포에서 p21CIP1/WAF1단백질의 발현양은 24시간에서 3.5배 증가하였고, YD-10B 세포에서는 p27KIP1은 3.8배 증가하였으며, 처리시간에 의존적으로 발현의 증가를 보였다.4. Celecoxib에 의한 세포사멸은 caspase-3 기전으로 진행이 되었으며, YD-38과 YD-10B 세포의 세포사멸은 celecoxib의 농도에 의존적으로 증가하였다.이상의 연구 결과로 구강암 세포인 YD-38과 YD-10B 세포주에서 COX-2의 선택적 억제제인 celecoxib는 세포주기 중 G0/G1 arrest를 일으켰으며, 세포사멸을 유도하였다. 이러한 결과를 바탕으로 celecoxib를 구강암 예방 및 치료에 적용하는 데, 기초적인 토대가 마련되었다고 생각하였다.

[영문]Recently, prostaglandins have been reported to influence cell proliferation resulting in cancer development and progression.Prostaglandins are synthesized by cyclooxygenase (COX) pathway, COX-1 is constituently present in most cells and tissues where produce prostaglandins, while COX-2 expression is a critical part of inflammation and plays a major role in defending against exogenous stimuli. Moreover, COX-2 has been known to be related to cancer progression.Accordingly, cancer prevention trials have been applied by use of COX-2 inhibitors. Several putative targets have been proposed to account for NSAID-induced growth inhibition and apoptosis.This study was aimed at investigating the growth inhibitory effect and apoptosis mechanism by selective COX-2 inhibitor, celecoxib, in human oral squamous carcinoma cancer (OCC) cell lines.The results were as follows:1. Selective COX-2 inhibitor, celecoxib reduced COX-2 expression, whereas COX-1 expression was not changed in YD-38 and YD-10B cells.2. Celecoxib induced cell cycle arrest at the G0-G1 phase in YD-38 and YD-10B cells.3. Cell cycle regulatory proteins such as p21CIP1/WAF1 and p27KIP1 were overexpressed in YD-10B cells by the celecoxib treatment but YD-38 cells showed overexpression of p21CIP1/WAF1 but no expression of p27KIP1.4. Celecoxib induced apoptosis through caspase-3 pathway and it was dependent on celecoxib concentration.In conclusion, this study indicates that COX-2 specific inhibitor celecoxib induces apoptosis and cell cycle arrest in two oral squamous carcinoma cell lines.