상피세포 성장인자 수용체의 Tyrosine 인산화 억제제에 의한 구강 편평세포암종의 증식및 침윤 억제 효과

Abstract

[한글]

상피세포 성장인자와 억제인자간의 불균형과 조절 이상은 상피 암종을 유발할 수 있다. 상피세포 성장인자 수용체는 구강을 포함하는 두경부에 발생하는 편평세포암종의 발생 과정에서 발현이 점진적으로 증가하는 것이 알려져 있다. 따라서 상피세포 성장인자 수용체의 발현을 억제함으로써 암을 치료하고자하는 방법이 많이 개발되고 있는데, 암세포의 성장 활성화 인자인 tyrosine의 인산화 억제를 통해 항암 효과를 나타내는 분자 표적 치료제로 최근에 ZD1839가 개발되었다. 본 연구에서는 인간의 구강 편평세포암종 세포주에서 증식과 침윤에 대한 ZD1839의 효과를 조사하기 위하여 연세대학교 치과대학 구강병리학 교실에서 확립된 암종 세포주 YD-10B를 대상으로 세포의 생존능 측정, 세포 주기 분석, 역전사-중합효소 연쇄반응, Western Blot Analysis 및 Gelatin zymography를 시행하였다. 그 결과 ZD1839가 생체 외에서 구강 암종 세포의 증식과 침윤성 성장에 대한 억제 효과를 확인하고, 그에 대한 분자생물학적 기전을 밝히고자 하였으며 다음과 같은 결과를 얻었다.1. ZD1839 처리 후 세포 증식은 억제되었으며 통계적으로 유효한 성장억제 효과를 나타내는 최소 투여량은 0.1 μM이었다. IC50은 10 μM으로 관찰되었다2. ZD1839 처리 후 0.1 μM에서는 48시간, 1 μM에서는 24시간 후에 G0/G1에서 S 주기로의 세포 주기 진행의 지연이 유도되었다.3. 세포 주기를 조절하는 CDK 억제제 중 p27KIP1과 p21CIP1/WAF1발현은 ZD1839 처리 농도에 의존적으로 발현이 증가하였다.4. ZD1839 0.1 μM 처리 후에 hnRNP C의 발현은 3배 증가하였고 ZD1839의 농도를 높여도 hnRNP C의 발현은 그대로 유지되었다.5. 활성화 된 MMP-2와 -9은 0.1 μM ZD1839 처리 후 25~40% 낮아지고 ZD1839 투여 농도에 의존하여 감소하였다.6. MMP-2와 -9 mRNA의 발현은 ZD1839의 농도에 의존적으로 감소하였고 0.1 μM 농도의 ZD1839에서 50~70% 감소하였다7. ZD1839 0.1 μM 처리 후 uPAR mRNA 발현이 60% 이상 감소하였으며 uPAR의 발현 수준은 ZD1839의 농도에 의존적으로 감소하였다.이상의 결과로 구강 편평세포암종의 세포주에서 ZD1839에 의해 증식이 억제 되었는데 이는 ZD1839 처리 후 24시간 후부터 세포 주기의 G1 주기에서의 억제에 의하며, 이러한 세포주기 억제는 CDK 억제제인 p21CIP1/WAF1와 p27KIP1에 의해 조절되었다. 구강 편평세포암종의 세포주에서 침윤 억제의 효과는 uPAR의 발현이 억제되고 MMP-2와 MMP-9의 발현이 증가하여 ZD1839가 전이를 억제하는데 유용할 것으로 생각되었다.

[영문]It is well known that the imbalance between epithelial cell growth and inhibitor factors may cause human epithelial cancer. Over-expression of the epidermal growth factor receptor(EGFR) has been implicated in the development of oral squamous cell carcinoma. Oral squamous cell carcinomas(OSCCs) are characterized by a marked propensity for local invasion and dissemination to cervical lymph nodes. ZD1839 inhibits selectively the EGFR tyrosine kinase activity and is clinically used for cancer patients. However the mechanisms by which it exerts its anti-tumor activity remains unclear. This study attempted to determine the mechanisms underlying the effects of ZD1839 on the cellular level and to characterize the effects of ZD1839 with regard to human oral squamous cell carcinoma(OSCC) cell growth and invasion/migration. The YD-10B cell line established from OSCC in the department of Oral Pathology, Yonsei University College of Dentistry and ZD1839(Iressa) were used for this study.The results were as follows;1. The inhibition of cell proliferation induced by ZD1839 was reversible and the lowest dose of ZD1839 that produced statistically significant growth inhibition in YD-10B cells was 0.1 μM. IC 50 as observed in 10 μM.2. The delay in cell cycle progression was induced by 0.1 μM of ZD1839 treatment after 48 hr or 1 μM of ZD1839 treatment after 24 hr.3. The increases in the levels of p27KIP1 and p21CIP1/WAF1 was induced by 0.1 μM of ZD1839 treatment.4. The expression of hnRNP C was significantly increasd by ZD1838 treatment.5. The active MMP-2 and MMP-9 were decreased following ZD1839 treatment and enzyme activity of MMP-2 and MMP-9 were approximately 25~40% lower and decreased in a dose-dependant manner.6. The mRNA expression of MMP-2 and MMP-9 were gradually decreased 50~70% by 0.1 μM of ZD1839 treatment.7. The mRNA expression of uPAR was significantly lowered up to 60% by 0.1 μM of ZD1839 treatment and this level of uPAR decreased in a dose-dependant manner.The current in vitro study indicates that the inhibition of proliferation and invasion/migration in YD-10B cell lines by ZD1839 results in an anticancer effect via multiple cellular and molecular mechanisms, and suggests that ZD1839 may be useful in inhibiting and/or preventing metastasis.