재조합 synuclein 단백질이 종양세포의 증식, 전이 및 세포사에 미치는 영향

Abstract

[한글]여러 장기에서 발견되는 snuclein family 단백질들은 유사성이 매우 높아 조직의 기능 수행에 중요한 역할을 할 것이라고 생각된다. 본 연구는 α-, β-, γ-synuclein이 종양의 증식, 전이 및 세포사에 어떠한 영향을 미치는지 규명하고 그들의 역할을 알아보고자 하였다. 이를 위하여 유방암 세포주인 MCF7과 T-47D 세포주 그리고 난소암 세포주인 OVCAR-3를 사용하여 각각의 재조합 synuclein 단백질을 세포 밖에서 처리 해 주었을 때 이들 synuclein 단백질이 암세포주의 증식, 전이 그리고 세포사에 미치는 영향을 조사하였다. 첫 번째로, synuclein 단백질이 위의 세 종류의 세포주의 증식에 어떠한 영향을 미치는지를 조사하였다. 실험 결과, 재조합 α-, β-, γ-synuclein를 처리해 주었을 때 유방암 세포주와 난소암 세포주의 세포증식에는 별다른 영향도 미치지 않는 것을 관찰 할 수 있었으며 또한 세포주의 세포사멸에도 아무런 영향을 미치지 않는 것을 관찰하였다. 두 번째로, 종양세포주에 이들 synuclein 단백질군과 항암제를 함께 처리 해 주었을 때 종양세포의 항암제에 대한 감수성에 어떠한 변화가 있는지 분석하였다. 특히 항암제에 의해 유도된 종양세포의 세포사를 synuclein 단백질이 억제할 수 있는지 알아보았다. 실험 결과 synuclein 단백질은 cis-platin과 doxorubicin에 의해 유도된 세포사에 별다른 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 세 번째로, γ?syn이 유방암 세포주의 전이를 돕는다는 문헌을 배경으로 재조합 γ?syn과 다른 재조합 synuclein 단백질들이 암 세포주의 전이나 혹은 이들의 이동능에 어떠한 영향을 미치는지를 조사하였다. 세포의

이동능을 확인하기 위해 wound healing assay를 한 결과 MCF7 세포주에서 β-syn이 이동능에 도움을 주는 단백질임을 확인할 수 있었고 세포의 전이를 확인하기 위해 세포의 migration assay를 통해 γ?syn이 MCF7 세포주의 전이에 영향을 미치는 synuclein 단백질군임을 확인하였다. T-47D 세포주는 α-와 γ-syn이 종양세포의 전이와 이동에 모두 영향을 주는 단백질임이 실험을 통해 확인되었다. 그리고 OVCAR-3 세포주에서는 β-와 γ?syn을 처리해 주었을 때 세포의 wound region을 α-syn과 비교해 보았을 때 가장 빠르게 복원함을 확인할 수 있었다. 본 실험을 통하여 우리는 synuclein 단백질이 종양세포의 증식 및 세포사에는 별다른 영향을 미치지 않으나 종양세포의 이동 및 침투에는 긍정적인 영향을 미치는 사실을 관찰하였다. 이는 synuclein 단백질이 암세포의 전이과정에 일정부분 기여 할 수 있다는 것을 시사해 주는 결과로 향후 그 구체적인 작용기전을 규명할 필요가 있다.

[영문]Synuclein family members, α-synuclein(α-syn), β-synuclein(β-syn), γ-synuclein(γ-syn), are highly conserved, small and soluble proteins. As neuronal proteins, proteins in this group have been implicated in both neurodegenerative diseases and cancer. Unlike α-syn and β-syn, γ-syn is up-regulated in late-stage of breast and ovarian cancer cells. Recently, elevated levels of γ-syn have also been detected in various types of cancer, especially in advanced stages of the disease.

Furthermore, studies to date indicate that overexpression of γ-syn compromises normal mitotic checkpoint controls, resulting in multinucleation as well as faster cell growth. However, whether other synuclein family members play any role on the cancer cell growth or death is not well known yet.

In this study, we used breast cancer cell lines, MCF7 and T-47D, and ovarian cancer cell line, OVCAR-3, to investigate whether the synuclein proteins could affect the cancer cell proliferation and the cell survival in drugs (cis-platin or doxorubicin)-induced cell death. As a result, α-, β- and γ-syn did not appear to affect the proliferation of cancer cell lines, MCF7, T-47D and OVCAR-3. We also thought about the possibility of recovery function of the synuclein proteins to the anti-cancer drug treated cancer cells. However, the synuclein protein family members could not inhibit the cell death induced by cis-platin and doxorubicin. Next, we investigated whether synuclein

proteins are involved in the migration or invasion of cancer cells by migration assay and wound healing assay. In MCF7 cell lines, β-syn helped the cells to migrate, and in the wound healing assay, γ-syn was the only synuclein family protein that helped the recovery of the wound region. We found that α-syn and γ-syn in T-47D cell lines were migrated and healed the wound regions. For OVCAR-3 cells, β-syn and γ-syn were the proteins that have effects on migrated cells. These results suggest that

synuclein proteins may have a role in the migration and invasion of cancer cells.

In conclusion, we have demonstrated that synuclein family members had specific effects on the cell migration in the women-related cancer, but it needs more systematic study to precisely uncover the roles of synuclein proteins. Understanding the role of synuclein proteins in cancer cells would be helpful to develop a new cancer treatment method.