백서 간장 암세포의 원형질막 단백질에 대한 연구

Abstract

[영문]

[한글]

정상 세포에서 암세포로 변형되는 과정중에 새로운 단백질이 세포표면에 노출된다고 보

고되었으며(Ehrilich 1908, 1957; Old와 Boyse 1964; Sjogren 1965; Klein 1968; Law 196

9; Baldwin등, 1971), 최근 이 단백질의 분리 정제 및 특성 규명에 대한 연구가 활발하다

(Baldwin 등, 1973; Pellis 등, 1976; Singh 등, 1976; Natori등, 1977; Fortner 등, 198

2).

본인은, 백서에 강한 간 발암제인 3'me-DAB를 0.06%첨가한 식이를 투여하여 간장암을

유발시키고, 이 화학 발암제 특유의 세포막 단백질이 표현되는지 여부를 확인하고, 이 단

백질이 이식 암세포막에도 계속 나타나는지 추적 조사하며, 이 단백질의 분자량 및 전기

영동상 물리적 성질을 규명하고자 본 실험에 착수하였다.

실험 식이는 12주 동안 투여하였으며, 그 후 간암 발생시기 까지 4주간은 대조군 식이

를 투여하였다. 일차 간암 발생 후 암세포 이식은 chang등 (1967)의 방법을 따랐으며, 식

이 투여후 2, 4, 6, 8, 12주의 실험군 백서와 일차 간암 백서, 제1대, 제2대 이식암 백서

그리고 그들에 해당하는 각각의 대조군 백서로부터 간장 세포막 단백질의 분리는 Steven

s 등(1981)의 방법에 준하였다. 분리정제된 세포막 표면 단백질은 냉동 건조하여 보관,

소정의 실험을 실시하였다.

일차 간암 세포막 단백질(16 T)에 대한 항혈청(a-4)을 얻었다.

냉동 보관한 대조군 및 실험군 간장 세포막 표면 단백질과 토끼 항 혈청을 사용하여 다

음 실험을 실시하여 아래와 같은 결과를 얻었다.

1. Polyacrylamidewjsrldud동에 나타난 간장 세포 표면 단백질 양상은 실험 식이 투여

후 12주까지는 대조군과 차이가 없었으나, 16주에 발생한 일차 간암 세포에서 대조군에

없는 새로운 단백질이 출현되는 사실을 규명하였다.

2. 간장 암세포막 표면에 나타난 새로운 단백질은 제1대, 제2대 이식 암세포에서도 같

은 단백질로 표현되었다.

3. SDS-gel 전기영동에서 대조군과 실험군 막 표면 단백질은 약 15개 bands로 나타났으

며, 12주까지는 대조군과 실험군 사이의 차이를 발견할 수 없었다. 그러나 일차 간암세포

(16 T)와 이식암세포(T^^p1, T^^p2)에는 mobility가 0.27, 0.32, 0.53에 해당하는 세 이

질 단백질이 관찰되었으며, 이들의 분자량은 각각 82,000, 74,000, 44,000이었다.

4. Immunoelectrophoresis에서 일차 암세포, 제1대, 제2대 이식 암세포막 단백질은 3개

의 precipitin arcs로 나타났으며, 그들은 α^^1, α^^2 그리고 β-globulin의 mobility

를 보였다. 이때 α^^1-globulin 위치의 단백질이 3'Me-DAB에 의하여 유도된 주 항원으로

사료되며, 대조군과 4,8,12주 실험군 단백질은 항혈청(a-4)과 반응하지 않았다.

이상 실험결과로, 3'Me-DAB에 의하여 유발된 간암 세포막표면에 나타난 새로운 단백질

은 암세포 과잉 성장과 밀접한 관계를 가진 종양 특이 단백질로 사료된다.

A Study of Plasma Membrane Surface Proteins of Transformed Rat Liver Cells Induced

by 3'-Methyl-4-Dimethylaminoazobenzene

In-Kyoug Lim

Department of Medical Science The Graduate School, Yonsei University

(Directed by Professor Yoon Soo Kim M.D.,Ph.D.)

During malignant transformation, new proteins on the cell surface were

distinguished from those of normal cells(Ehrlich 1908, 1957; Old and Boyse 1964;

Sjogren 1965; Klein 1968; Law; 1969; Baldwin et al; 1971).

Recently, studies on separation, purification and characterzation of the tumor

specific proteins have been widely reported(Baldwin et al., 1973; Pellis et al.,

1976; Singh et al., 1976; Natori et al., 1977; Forther et al., 1982).

In an attempt to define the tumor specific suface proteins induced by 3'-Me-DAB,

to confirm whether these proteins were also expressed in transplanted tumor cells

and to determine the molecular weights and electrophoretic mobilities of these

proteins, the following experiments were performed.

Male rats were divided into two groups, experimental and the control. Control

rats were fed a synthetic diet based on Miller et al., (1948). Experimental animals

were fed this same synthetic diet with the addition of 0.06% 3'Me-DAB for 12 weeks

and then were fed the control diet until a hepatoma developed. A primary hepatoma

was usually observed 4 weeks later.

Hepatoma cells induced by 3'Me-DAB were transplanted into the air pouch on the

back of female rats by the method of Chang et al., (1967).

Liver cell membrane surface proteins were extracted form rats fed the test diet

for 2,4,6,8,10 and 12 weeks, from rats that had developed hepatoma, from the post

air pouch transplantation hepatoma cells (T^^p1 and T^^p2), and from control rats.

The proteins were extracted with 3M-KCl and prepared according to Stevens et al.,

(1981).

Antiserum against 3'Me-DAB induced hepatoma cell membrane surface proteins was

prepared from New Zealand white male rbbits.

The results are summarized as follows:

1. The pattern of hepatic cell membrane surface proteins of the rats treated with

3'Me-DAB on polyacrylamide disc gel electrophoresis was the same as control until

12 weeks. In the primary hepatoma cell surface proteins, a new, prominent protein

band was observed.

2. This unique protein band was also observed in the transplanted tumor cells of

both the first(T^^p1) and the second(T^^p2) generations.

3. In the SDS-gel electrophoresis, liver cell membrane surface proteins were

divided into 15 bands in both the(2,4,6,8,12 week) 3'Me-DAB feeding group and the

control. But in the primary tumor, T^^p1 and T^^p2 three additional bands were

observed with mobilities of ..27,0.32 and 0.53.

4. In the immunoelectrophoretic analysis, primary tumor, T^^p1 and T^^p2 surface

proteins were visualized as three precipitin arcs. They migrated as α^^1-globulin,

α^^2-globulin and β-globulin. But the experimental group(2∼12 week 3'Me-DAB

feeding) and the control were not precipitated. The protein that migrated as

α^^1-globulin was assumed to be major antigenic fraction.

5. Immunological identity of the primary and transplanted hepatoma cell membrane

surface proteins was confirmed through the micro-double immunodiffusion test.

In conclusion, the unique surface proteins of the hepatoma cells induced by

3'Me-DAB were recognized to play an important part on the formation of tumor cell

mass.