cAMP 신호전달계가 폐암 세포주에서 p300 단백질의 발현을 조절하는 기전

Abstract

cyclic AMP (cAMP) 신호전달계는 2차 전령인 cAMP에 의해서 활성화되며, cAMP는 adenylate cyclase에 의해서 합성되고 cyclic nucleotide phosphodieaterasse에 의해서 분해된다. cAMP는 PKA와 Epac 등과 결합하여 이들을 활성화시킴으로서 세포의 대사, 사멸, 증식과 같은 다양한 반응을 조절한다. 최근 들어 유전자 발현은 DNA 서열의 변화뿐만 아니라 히스톤 단백질 변형과 관련있다고 밝혀졌다. 이러한 히스톤 단백질 변형에는 ADP-ribosylation, degradation, acetylation, deacetylation, methylation, demethylation 등이 있으며, acetylation의 경우 Histone deacetylation (HDACs)와 Histone acetyltrasferase (HATs)가 관여한다. p300은 HATs의 CBP/p300 family에 속하며 세포 증식, 분화, 노화, 손상된 DNA 복구에 많은 관련이 있다. 많은 논문들에서 HATs인 p300과 GPCRs의 관계를 밝혀왔으나, p300 자체 regulation하는 기전에 대해서는 거의 밝혀지지 않았다. 따라서 이 연구는 cAMP 신호전달계가 사람 폐암 세포주에서 p300 단백질에 미치는 영향을 분석하고 조절하는 기전을 구명하고자 수행했다. 첫째로 촉진성 G 단백질의 항시활성형 돌연변이 GsQL를 사람 폐암 H1299 세포에 일시적으로 과발현하여 cAMP 신호전달계를 활성화하면p300 단백질의 발현이 감소되었으나 mRNA는 증가되었다. 또한 -adrenergic receptor의 작용제인 isoproterenol로 세포 H1299 폐암세포와 A549 폐암세포를 처리하면 두 세포에서 모두 p300의 mRNA와 단백질 발현이 감소되었다. 두 번째로, 단백질 합성 억제제인 cycloheximide로 세포를 전처리한 후 proteasome 억제제인 MG132를 처리하면 cAMP 신호전달계 의해 유발되던 p300 단백질의 감소가 억제되었다. 이는 활성화된 cAMP 신호계는 p300의 단백질합성과 관계없이 p300 단백질을 ubiquitin/proteasome에 의존하여 분해시킨다는 것을 나타낸다. 끝으로, cAMP 신호계의 효과기인 Epac을 활성화시키는 8-pCPT를 처리하면 p300 발현이 억제되었고, p38 억제제인 SB203580을 처리하였을 때도 p300 발현이 억제되었다. 반대로 p38의 상위 효소인 MKK3와 MKK6의 항시활성형 돌연변이를 발현시키면 cAMP 신호전달계 의한 p300 발현의 감소가 억제되었다. 이상의 결과로부터 Gs-cAMP 신호전달계는 사람 세포주에서 p300 단백질 발현을 억제하며, 이는 Epac, p38 활성을 조절해 ubiquitin/proteasome 의존성 분해를 통하여 일어난다 결론을 내렸다.