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Differential Expression Profiling of Cell Surface Antigens of CSC like Cells Derived from a Breast Cancer Cell Line Using Mass Spectrometry
질량 분석기를 이용한 유방암세포에서 유래된 유사암줄기세포의 표면항원 발현차이 규명에 관한 연구

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Authors
이경섭
Advisor
Eugene C.Yi
Major
융합과학기술대학원 분자의학 및 바이오제약학과
Issue Date
2012-08
Publisher
서울대학교 대학원
Keywords
Cancer Stem CellCell Surface AntigenBiotinylationMass spectrometryProtein
Description
학위논문 (석사)-- 서울대학교 융합과학기술대학원 : 분자의학 및 바이오제약학과, 2012. 8. 이유진.
Abstract
암줄기세포란 암세포들 중 자가재생, 종양생성, 화학치료저항과 같은 특성을 지닌 특이한 암세포이다. 전통적인 항암치료를 무력화시키는 독특한 줄기세포적 특성 때문에, 암줄기세포는 항암치료에 있어서 새로운 치료방법개발을 위한 중요한 표적이 되었다. 그러나 암줄기세포의 빠른 분화능력과 희박한 존재량에 기인하여 전반적인 암줄기세포 표면 표지자 발굴이 제한 되었다. 최근 본 연구팀은 인간 유방암세포에서 유래한 유사 암줄기세포를 획득할 수 있었고, 이 유사 암줄기세포는 암줄기세포의 특성뿐 만 아니라 미분화상태를 유지하는 특성도 가지고 있었다. 암줄기세포의 잠재적인 특이 표면 표지자 발굴을 위해서 비유사 암줄기세포와 비교한 유사 암줄기세포의 세포 표면 단백질 규명의 심층분석을 실행하였다. 살아있는 세포 표면에서 마치 스냅 촬영한 것과 같은 정보를 얻으면서 세포 표면 단백질 들의 회수율을 증가시키기 위해서 본 연구에서는 세포 표면 바이오티닐레이션 기술을 사용하였다. 이어서 strepavidin 정제 방법과 SDS전기영동을 이용한 단백질 분획, 질량 분석법을 적용하였다. 이러한 방법을 통해 유사 암줄기세포에서 특이적이고 과발현된 단백질을 찾아낼 수 있었다. 확인된 총 1525개 단백질 중에 CD44, Integrinβ-1, CD133 와 같이 이미 알려진 암줄기세포 표면 표지자를 포함하여 94개 단백질이 비유사 암줄기세포와 비교하여 유사 암줄기세포에서 과발현된 것을 살펴볼 수 있었다. 또한 PLGEM에 기반한 신호대잡음 비율을 Ingenuity Pathway Analysis에 적용시킴으로써 종양생성, 화학치료저항, 암전이와 같은 암줄기세포의 특성과 관계 깊은 몇 가지 흥미로운 단백질들도 확인할 수 있었다. 본 연구팀은 면역단백질검출검사법을 통하여 이러한 과발현 표면 항원들을 입증했고, 이로써 유사 암줄기세포 표면 항원 연구가 암줄기세포 표면 항원 연구와 매우 밀접한 관련이 있음을 알 수 있었다.
Cancer stem cells (CSCs) are a specific sub-population of tumor cells that are exhibiting self-renewal ability, tumorigenesis, chemotherapy resistance and metastasis. As their unique stemness properties are enabling them to escape conventional anti-cancer therapies, CSCs have become a prime interest for the development of novel therapeutic strategies for cancer treatment. However, comprehensive CSCs surface marker discovery has been limited due to their rapid progression and rare population. Recently we have obtained CSC-like cells derived from a human breast cancer cell line. The CSC-like cells exhibit not only CSC-like properties, but they maintain undifferentiated state. To discover potential CSCs specific surface markers, we carried out in-depth analyses of cell surface protein profiling of CSC-like cells compared with the Non CSC-like cells. To improve the coverage of cell surface proteins representing a “snapshot” of a live cell surface, we adapted the advantages of using a cell-surface biotinylation technique followed by affinity purification, SDS-PAGE protein fractionation and mass spectrometry analysis. This strategy allowed the identification of proteins unique and up-regulated in the CSC-like cells. Among the total 1525 proteins identified, we found 94 membrane proteins including known CSC surface markers (such as CD44, Integrin β-1, CD133) that are up-regulated in the CSC-like cells compared to the Non CSC-like cells. We also identified several interesting proteins that are known to be involved in tumorigenesis, chemoresistance, and metastasis which are related with CSC properties by adapting PLGEM based signal to noise ratio into Ingenuity Pathway Analysis. We have validated those up-regulated surface antigens by immunoblot assays and found that differentially expressed membrane proteins of the CSC-like cells are related in the known functions of CSCs.
Language
English
URI
http://hdl.handle.net/10371/133318
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Appears in Collections:
Graduate School of Convergence Science and Technology (융합과학기술대학원)Molecular Medicine & Biopharmaceutical Sciences(분자의학 및 바이오제약학과)Theses (Master's Degree_분자의학 및 바이오제약학과)
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