PI3K/mTOR inhibitor의 위암세포주에 대한 효과 및 세포독성화학요법제와의 상승작용에 대한 연구

Abstract

연구배경: Phosphatidylinositol-3-kinase (PI3K)/mTOR (mammalian target of rapamycin) pathway는 위암을 비롯한 여러 암종에서 활성화되어 있고 암 발생과의 연관성이 알려져 있다. 본 연구는 여러 위암세포주에서의 PIK3CA 유전자 변이와 PI3K/mTOR dual inhibitor인 NVP-BEZ235와 NVP-BGT226의 위암세포주에서의 효과의 상관관계를 알아보고자 하였고, 또한 이들 약제와 항암화학요법제와의 상승작용에 대해 알아보고자 하였다. 연구방법: PIK3CA 및 PIK3CB의 증폭여부를 Taqman Copy Number assay로써 알아보았으며, BEZ235 및 BGT226의 세포주에 대한 성장억제효과를 tetrazolium bromide assay로 측정하였다. 유세포분석을 이용하여 각 약제 처리 후의 세포주기의 변화를 측정하였고 Western blot으로 downstream molecule의 발현의 변화를 평가하였다. 5-fluorouracil (5-FU) 및 cisplatin과 BEZ235 및 BGT226의 상호작용은 Chou-Talalay method로 판정하였으며, 각 약제의 병용 투여시의 downstream molecule의 발현과 세포주기의 변화를 평가하였고 apoptotic cell proportion을 annexin V assay로 측정하였다. 연구결과: PIK3CA의 증폭 (copy number 4 이상)은 15개 위암세포주 중 N87과 MKN-1에서 나타났다. BEZ235 및 BGT226은 PIK3CA 유전자 돌연변이가 있는 AGS와 MKN-1을 비롯한 8개 위암세포주에 대해 투여용량 증가에 따른 모두 성장억제효과를 보였고, G0/G1 arrest가 유도되었으며 고용량 (≥ 500nM) 에서는 apoptosis가 관찰되었다. BEZ235 및 BGT226은 AKT, p70S6K 및 4EBP1의 인산화를 억제하였고 ERK pathway에는 영향이 없었다. 이들 약제와 5-FU 및 cisplatin과의 상승작용이 AGS, MKN-1, SNU-638에서 보였고, 5-FU 및 cisplatin 단독투여시보다 BEZ235 및 BGT226을 추가하였을 때 G0/G1 phase fraction이 증가하고 PI3K downstream phosphorylation이 감소됨이 보였다. 결론: BEZ235 및 BGT226는 위암세포주에서 유전자변이와 무관하게 PI3K/mTOR pathway를 차단하고 G0/G1 arrest를 일으킴으로써 위암세포주의 성장 억제효과를 보인다. 일부 세포주에서의 세포독성화학요법제와의 상승작용은 이들 약제의 임상적 응용의 가능성을 제시한다.