인체 암 세포주에서 역전사 효소 기능 억제에 의한 telomerase 활성도와 telomerase subunit 발현변화

Abstract

[한글]

정상세포에서 telomere의 소실은 세포노화를 유발한다. Telomere 길이를 유지시키는 역전사 효소인 telomerase는 정상세포에서는 발현되지 않고 대부분의 암세포에서 활성화되어 있으며 이는 종양 형성에 중요한 요인이 된다. 이러한 telomerase의 활성을 억제시키

기 위한 연구가 수행되고 있고 그 중 역전사 효소 억제제인 3'-azido-2',3'-dideoxythymidine (AZT)은 telomerase를 억제시키거나 telomere에 삽입되어 telomere를 감소시키며 세포의 증식을 억제한다.

본 연구에서는 이러한 역전사 효소 억제제를 투여하여 세포노화를 유도하는 과정에서 telomerase subunit 변화의 역학관계와 telomere, telomerase 활성도의 변화를 조사하였다.

AZT의 지속적인 투여에 의해 암 세포주에서 성장율이 저하하였다. 성장율이 감소된 기전으로는 X-gal 염색법을 통한 세포노화의 증가 및, 세포사멸의 증가로 확인하였다. TRAP assay를 통한 telomerase 활성도 측정에서 약제 투여 기간이 증가함에 따라 telomerase의

활성이 감소하고, telomere의 길이가 감소하였다. 이 과정에서 RT-PCR과 real-time PCR 방법에 의해 telomerase subunit의 발현변화를 조사한 바, hTERT가 AZT 투여 후 가장 먼저 발현 변화가 나타났으며 telomerase의 발현변화와 동일한 양상으로 저해되었다. hTERT의 전사를 조절한다고 알려진 c-Myc은 hTERT의 발현변화와 비슷한 시점에서 발현변화가 나타났으며, 그 후 hTER과 Mad1, hTEP가 서로 비슷한 시점에서 발현변화가 나타났다.

결론적으로 AZT의 투여에 의해 telomerase subunit 중 가장 먼저 hTERT와 c-Myc의 발현변화가 유도되었으며, 그 후 telomerase의 다른 subunit의 발현변화가 유도되어 결국 telomerase의 활성과 telomere 길이가 감소함을 알 수 있었다.

[영문]

Shortening of the telomeric DNA at chromosome ends is postulated to limit the life span of human cell. In contrast, activation of telomerase, the reverse transcriptase that synthesized telomeric DNA, is proposes to be essential step in cancer cell immortalization and cancer progression.

Several reports have described about attempts to inhibit telomerase activity using reverse transcriptase inhibitors. 3'-azido-2',3'-dideoxythymidine (AZT), a reverse transcriptase inhibitor, was reported to incorporate in telomeric sequences

immortalized cells in culture and shown to suppress the activity of telomerase and inhibit the cell proliferation.

In this study, we induced cancer cell senescence after long-term treatment of AZT with IC10, IC20 dose. After inducing senescence, we investigated the dynamics of telomerase subunit (hTERT, hTER, hTEP), hTERT transcription factors (c-Myc, Mad1), telomerase activity, and finally, telomere length in MCF-7 and MDA-MB-231 cell lines.

We demonstrated evidences of senescence, apoptosis and growth delay after AZT treatment. Also, AZT-treated cancer cells have shown inhibition of telomerase activity and shortening of telomere length in a dose- and duration-dependent way.

Among telomerase subunits, hTERT and c-Myc were the first factors which changed after AZT treatment followed by the changes of hTER, Mad1 and hTEP.

In conclusion, the suppression of the hTERT and c-Myc by AZT treatment was the initial genetic phenomenon followed by the change of hTER, Mad1 and hTEP.