Sulindac sulfide에 의한 HN5 cell의 caspase 의존적 apoptosis

Abstract

[한글]

상악동암은 부비동에서 발생하는 암종에서 가장 흔한 것이며, 치료는 외과적 절제와 술 후 방사선치료가 가장 효과적인 것으로 알려져 있다. 하지만 수술방법과 방사선치료의 발전에도 불구하고 생존율은 40～50%로 보고 되어있어 환자의 생존율을 높이기 위하여 새로운 치료법 또는 약제의 개발이 필요하다. 가장 널리 쓰이는 약제의 하나인 nonsteroidal anti-inflammatory drugs(NSAIDs)는 항염작용과 더불어 대장암에서 암세포 소멸을 유도한다고 보고 되고 있고 최근에는 폐, 식도, 위 등의 암세포 증식억제에도 효과가 있다고 보고 되어 있으나 상악동암에서는 NSAIDs의 역할이 밝혀져 있지 않다.

연구자는 상악동암 세포(HN5 cells)에서 어떤 NSAIDs가 세포사멸(cell death)을 유도하는가를 보고 이것이 세포 소멸(apoptosis)인지를 조사하며, 만일 세포 소멸이라면, cascade caspase와 연관이 있는지를 밝히고자 하였다. 사용한 NSAIDs로는 sulindac sulfide와 aspirin, indomethacin, acetaminophenol, diclofenac, ibuprofen이며, 이를 처리하여 Fluorescence activated cell scan(FACS) 분석으로 세포의 사멸을 조사한 결과 sulindac sulfide를 제외한 다른 NSAIDs는 세포사멸을 유도하지 못하였다. 세포소멸 여부를 확인하기 위하여 sulindac sulfide를 농도별로 처리하였을 때 활성화된 poly ADP-ribosyl polymerase(PARP)를 Western blot 분석으로 조사한 결과 sulindac sulfide의 농도가 증가함에 따라 활성화된 PARP가 증가하여 세포소멸을 확인하였다. 세포 소멸을 유도하는 caspase와의 관계를 알아보기 위하여 caspase 억제제인 Z-VAD-fmk를 전처치한 후 sulindac sulfide를 처리하였을 때 Z-VAD-fmk의 농도에 따라 세포 사멸이 억제되었고 이 때 활성화된 PARP가 감소하는 것으로 보아 sulindac sulfide는 상악동암세포에서 caspase와 관련된 세포 소멸을 유도함을 알 수 있었다. 또한 caspase 중에서 effect caspase로 알려진 caspase 3 의존 여부를 분석하기 위하여 caspase 3 분석을 한 결과 sulindac sulfide에 의해 활성도가 증가한 반면 Z-VAD-fmk를 전 처치한 결과 활성도가 감소함을 알 수 있었다. 결론적으로 연구자는 NSAIDs 중 sulindac sulfide에 의한 상악동암 세포의 사멸은 caspase 3에 의존적인 세포 소멸임을 규명하였다. 향후 세포 소멸이 일어나는 신호전달 체계에 대한 연구와 sulindac sulfide를 환자에게 투여함으로써 나타나는 임상적 결과에 대한 연구가 필요하며, 이를 통해 상악동암의 치료법 개발에 필요한 새로운 표적의 제시에 중요한 자료가 될 것이다.

[영문]

The maxillary carcinoma is the most common cancer in the sinonasal cancers. Prediction of cancer development and induction of cell death are thought to account for the conquest of maxillary sinus cancer. Little is known about its biochemical mechanism(s) of cell death. Recently, epidemiological and experimental studies have demonstrated the effect of non-steroidal anti-inflammatory drugs(NSAIDs) in the prevention of human cancers. Aspirin and some other NSAIDs can decrease the incidence of colorectal, esophageal, lung and bladder cancers among regular users or in experimental animals. This study attempted to examine what kind of NSAIDs induce death of maxillary sinus cancer cells.

Human maxillary sinus cancer cells were treated with NSAIDs for 24 hours. The NSAIDs-induced cell death was measured by Flow cytometry(FACS). To know whether sulindac sulfide-induced cell death is apoptosis or necrosis, we carried out Western blot analysis using anti-poly ADP-ribosyl polymerase (PARP) IgG and caspase 3 assay. We also measured cell survival rate using general caspase inhibitor, Z-VAD-fmk.

Treatment of human maxillary sinus cancer cells with sulindac sulfide resulted in a dose dependent cell death, and induction of apoptosis. General caspase inhibitor, Z-VAD-fmk potentiated the apoptosis inhibitory effect of sulindac sulfide.

These results suggest that the inhibition of caspase is responsible for a part of the induction of apoptosis by sulindac sulfide. Inhibition of caspase 3 activity may, therefore, be a useful biochemical target for the development of chemopreventive and chemotherapeutic drugs for maxillary sinus cancer.