재조합 synuclein 단백질과 Insulin-like growth factor 1 이 종양세포 운동성에 미치는 영향 및 기전

Abstract

Synuclein 단백질의 한 종류인 γ-synuclein은 여러 종류의 암 세포에 많이 발현하고, 종양세포 전이에 관여하는 것으로 알려져 있다. 종양세포의 전이는 여러 요인에 의해서 촉진 및 억제된다. 최근에는 γ-synuclein 뿐만 아니라, α-, β-synuclein 또한 뇌를 비롯한 여러 신경세포의 종양 전이에 관여한다는 보고가 있다. Insulin-like growth factor 1 (IGF-I) 또한 종양세포의 증식과 전이에 중요한 성장 인자다. 최근에는 여러 종양세포에서 IGF-I이 γ-synuclein의 발현을 증가시키고, γ-synuclein과 IGF-I 수용체의 상호조절 과정에 의해 IGF-I 신호전달이 촉진된다는 보고가 있다. 이로 인해 IGF-I 신호전달이 촉진됨으로써 종양세포의 증식과 전이가 촉진된다고 밝혀졌다. 따라서 γ-synuclein 뿐만 아니라 유사성이 높은 α-, β-synuclein이 종양세포의 운동성에 미치는 영향을 알아보고, γ-synuclein과 상호작용을 하는 IGF-I과 synuclein family가 종양세포의 운동성에 미치는 영향 및 분자기전을 알아보고자 하였다. 본 연구에서는 재조합 α-, β-, γ–synuclein 단백질과 IGF-I에 의한 종양세포 운동성에 미치는 영향을 알아보고자 wound healing assay을 수행하였고, 세포 운동성과 관련된 단백질가수분해 효소인 membrane-type1 matrix metalloproteinase (MT1-MMP)와 기질로 작용하는 cluster of differentiation 44 (CD44)의 발현을 확인하여 재조합 synuclein 단백질이 종양세포 운동성에 관여하는 기전을 알아보았다. 또한 세포의 운동성에 따른 membrane ruffling 형성을 알아보았다. 실험 결과, 유방암 세포주인 MDAMB-231, 자궁경부암 상피세포주인 HeLa, 난소암 세포주인 SKOV-3 세포에서 재조합 α-, β-, γ–synuclein 단백질과 IGF-I에 의해서 운동성이 증가하였다. 또한 재조합 α-, β-, γ–synuclein 단백질과 IGF-I을 동시에 처리하면 각각을 처리한 경우보다 운동성이 더 증가하는 것으로 나타났다. MT1-MMP와 CD44의 발현은 재조합 α-, β-, γ–synuclein 단백질과 IGF-I에 의해서 발현이 증가하였고, 재조합 α-, β-, γ–synuclein 단백질과 IGF-I을 동시에 처리하면 각각을 처리한 경우보다 발현량이 더 증가하는 것으로 나타났다. SKOV-3 세포에 membrane ruffling 형성을 확인한 결과, 재조합 α-, β-, γ–synuclein 단백질과 IGF-I에 의해서 세포의 형태가 부채꼴 모양으로 퍼지거나 별 모양으로 움츠러들고, actin이 뭉쳐있거나 actin filament가 뻗쳐있는 것을 확인하였다. 결론적으로, 재조합 α-, β-, γ–synuclein 단백질과 IGF-I은 종양세포 표면의 MT1-MMP와 CD44을 증가시킴으로써 종양세포의 운동성을 증가시키고, 이러한 현상은 재조합 α-, β-, γ–synuclein 단백질과 IGF-I을 함께 처리하였을 때 더 크게 증가하는 것으로 나타났다.