Publications

Detailed Information

The antimetastatic effect of IGFBP-3 and the development of natural HSP90 inhibitor targeting cancer stemness : IGFBP-3의 항전이 효과와 암 줄기 세포를 표적으로하는 천연 HSP90 억제제 개발

DC Field Value Language
dc.contributor.advisorLee Ho Young-
dc.contributor.authorLe Thuy Huong-
dc.date.accessioned2021-11-30T04:32:47Z-
dc.date.available2021-11-30T04:32:47Z-
dc.date.issued2021-02-
dc.identifier.other000000165967-
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/10371/175788-
dc.identifier.urihttps://dcollection.snu.ac.kr/common/orgView/000000165967ko_KR
dc.description학위논문 (박사) -- 서울대학교 대학원 : 약학대학 약학과, 2021. 2. Lee Ho Young.-
dc.description.abstract비소 세포 폐암 (NSCLC) 및 두경부 편평 세포 암 (HNSCC)을 포함한 호기 소화관 암은 전 세계적으로 암 관련 사망의 주요 원인입니다. NSCLC 및 HNSCC 환자의 불량한 예후는 종종 이동 및 전이와 관련이 있습니다. 그러나 전이의 생물학의 복잡성으로 인해 침습성 및 전이성 종양을 치료할 수있는 치료 옵션이 없습니다.
이 연구의 1 장은 HNSCC 및 NSCLC에서 인슐린 유사 성장 인자 결합 단백질 -3 (IGFBP-3)의 항전이 효과를 조사합니다. IGFBP-3의 고갈은 시험관 내에서 HNSCC 및 NSCLC 세포의 이동성 및 침습성 능력을 향상시키는 반면 IGFBP-3의 과발현은 이러한 침습성 표현형을 역전시킵니다. 또한, IGFBP-3의 침묵은 연속 동물 실험에서 입증 된 HNSCC 및 NSCLC 세포의 전이 가능성을 크게 촉진합니다. 놀랍게도 IGFBP-3는 IGF에 독립적 인 방식으로 EMT 마커-비 멘틴의 발현을 조절합니다. IGFBP-3는 비 멘틴에 직접 결합하고 E3 리가 제 FBXL14를 동원하여 유비퀴틴 의존성 프로 테아 좀 경로를 통해 단백질 안정성을 감소시킵니다. 또한,이 장은 IGFBP-3의 C- 말단과 비 멘틴의 헤드 도메인이 상호 작용에 중요하다는 것을 보여줍니다. 함께, 1 장은 HNSCC 및 NSCLC 전이를위한 새로운 전략으로서 IGFBP-3를 강조한다.
화학 방사선 요법이 NSCLC 치료의 초석이기는하지만 환자는 종종 약물 내성, 장기 치료 후 종양 재발이 발생합니다. 종양 세포의 하위 집단 인 암 줄기 세포 (CSC)는 NSCLC를 포함한 다양한 암에서 항암제 내성과 종양 재발에 기여합니다. 따라서 CSC를 표적으로하는 것은 항암 치료를위한 효과적인 전략으로 보입니다. 이 연구의 2 장에서는 Panax ginseng (P. ginseng)의 비 사포닌 분획물에서 분리 된 천연 화합물 인 panaxynol이 NSCLC의 암 줄기 세포와 비 줄기 세포에 미치는 억제 효과를 보여줍니다. Panaxynol은 암 줄기 및 비 줄기 집단 모두에서 세포 사멸을 유도하여 생존력을 억제하는 동시에 정상 세포에 대한 독성을 최소화합니다. Panaxynol은 NSCLC 이종 이식 및 Kras 기반 자발적 폐 종양 모델에서 종양 성장과 종양 개시 능력을 억제합니다. 함께 2 장에서는 천연 HSP90 억제제 인 파 낙시 놀이 NSCLC의 CSC 및 비 -CSC 집단을 효과적으로 표적으로 삼습니다.
요약하면,이 연구는 NSCLC의 천연 HSP90 억제제 인 파 낙시 놀 (panaxynol)에 의한 IGFBP-3 및 암 줄기를 활용하여 호기 소화관 암 전이에 대한 유망한 치료 전략을 제공합니다.
키워드 : 인슐린 유사 성장 인자 결합 단백질 -3, 비 멘틴, 전이, 열 충격 단백질 90, 파 낙시 놀, 암 줄기 세포.
학생 번호: 2013-22582
-
dc.description.abstractAerodigestive tract cancer, including non-small cell lung cancer (NSCLC) and head and neck squamous cell carcinoma (HNSCC), is the leading cause of cancer-related death worldwide. The poor prognosis in patients with NSCLC and HNSCC is frequently associated with migration and metastasis. However, there is no available therapeutic option to cure invasive and metastasis tumors due to the complexity of metastasis's biology.
Chapter 1 of this study investigates the antimetastatic effect of insulin-like growth factor binding protein-3 (IGFBP-3) in HNSCC and NSCLC. Depletion of IGFBP-3 enhances the migratory and invasive capacities of HNSCC and NSCLC cells in vitro, whereas overexpression of IGFBP-3 reverses these invasive phenotypes. Additionally, silencing of IGFBP-3 significantly promotes metastatic potential of HNSCC and NSCLC cells, demonstrated in serial animal experiments. Strikingly, IGFBP-3 regulates the expression of an EMT marker-vimentin in an IGF-independent manner. IGFBP-3 directly binds to vimentin and decreases its protein stability through the ubiquitin-dependent proteasome pathway by recruiting the E3 ligase FBXL14. Moreover, this chapter demonstrates that the C-terminal of IGFBP-3 and the head domain of vimentin are critical for their interaction. Together, chapter 1 highlights IGFBP-3 as a novel strategy for HNSCC and NSCLC metastasis.
Although chemoradiation therapy is the cornerstone of NSCLC treatment, patients often develop drug resistance, tumor relapse after long-term treatment. Cancer stem cells (CSC), a subpopulation of tumor cells, contribute to anticancer drug resistance and tumor relapse in various cancer, including NSCLC. Thus targeting CSC appears to be an effective strategy for anticancer treatment. Chapter 2 of this study demonstrates the inhibitory effects of panaxynol, a natural compound isolated from the non-saponin fraction from Panax ginseng (P. ginseng), on cancer-stem and non-stem cells in NSCLC. Panaxynol inhibits the viability by inducing apoptosis in both cancer stem and non-stem populations while exhibits minimal toxicity to normal cells. Panaxynol suppresses tumor growth and the tumor-initiating ability in NSCLC xenograft and Kras-driven spontaneous lung tumor models. Together, chapter 2 highlights panaxynol, a natural HSP90 inhibitor, effectively targets both CSC and non-CSC populations in NSCLC.
In summary, the study provides promising therapeutic strategies for aerodigestive tract cancer metastasis by utilizing IGFBP-3 and the cancer stemness by panaxynol- a natural HSP90 inhibitor in NSCLC.
Keywords: Insulin-like growth factor binding protein-3, vimentin, metastasis, heat shock protein 90, panaxynol, cancer stem cells.
Student number: 2013-22582
-
dc.description.tableofcontentsABSTRACT I
LIST OF CONTENTS III
LIST OF FIGURES VII
LIST OF TABLES X
LIST OF ABBREVIATIONS XI
I. CHAPTER 1 1
INSULIN-LIKE GROWTH FACTOR BINDING PROTEIN-3 EXERTS THE ANTIMETASTATIC EFFECT IN AERODIGESTIVE TRACT CANCER BY DISRUPTING THE PROTEIN STABILITY OF VIMENTIN 1
1. INTRODUCTION 2
Aerodigestive tract cancer 3
Cancer metastasis 4
Epithelial-mesenchymal transition (EMT). 6
Vimentin 8
Insulin-like growth factor binding protein-3 (IGFBP-3) 9
2. PURPOSE OF STUDY 14
3. MATERIAL AND METHODS 16
Reagents 17
Cell culture 17
Plasmid and siRNA, shRNA 18
Transfections 18
Cell proliferation assay 19
Scratch assay 19
Migration and invasion assay 19
Immunofluorescence staining 20
Aldehyde dehydrogenase assay 21
Sphere forming assay 21
Western blot analysis 21
Immunoprecipitation 22
Pull-down assay 22
In vitro binding assay 23
Real-time polymerase chain reaction 23
Animal experiments 24
Statistics 25
4. RESULTS 29
IGFBP-3 inhibits the migratory and invasive potential of HNSCC and NSCLC cells by suppressing EMT phenotypes. 30
IGFBP-3 suppresses HNSCC and NSCLC metastasis in vivo. 40
IGFBP-3 downregulates vimentin protein expression in an IGF-independent manner. 47
IGFBP-3 regulates the stabilization of vimentin protein. 52
The C-terminal domain of IGFBP3 and the head domain of vimentin are critical for their interaction. 58
IGFBP-3 induces vimentin protein destabilization through the ubiquitin-dependent-proteasome pathway by mediating the complex between vimentin and the F-box E3 ubiquitin ligase FBXL14. 62
5. DISCUSSION 66
6. CONCLUSION 71
II. CHAPTER 2 74
THE DEVELOPMENT OF A NATURAL HSP90 INHIBITOR TARGETING BOTH CANCER STEM AND NON-STEM POPULATIONS IN NON-SMALL CELL LUNG CANCER 74
1. INTRODUCTION 75
Cancer stem cells (CSCs) 76
Heat shock protein 90 (HSP90) 78
Panax ginseng 81
2. PURPOSE OF THE STUDY 82
3. MATERIALS AND METHODS 84
Reagents 85
Cell culture. 85
MTT assay 86
Sphere formation assay 86
Aldehyde dehydrogenase (ALDH) assay 87
Anchorage-dependent colony-formation assay 87
Soft agar colony formation assay 87
Cell cycle analysis 88
Tube formation assay 88
Western blot analysis 88
RT-PCR 89
Reporter gene assay 89
Transfection 89
Immunoprecipitation and pull-down assay 90
Animal experiments 90
In vivo serial dilution tumor-propagating assay 91
Immunofluorescence staining 92
Statistics 92
4. RESULTS 94
Panaxynol is the active compound isolated from the non-saponin fraction of P. ginseng that suppresses the viability and sphere-forming ability of NSCLC cells. 95
Panaxynol suppresses the function of HSP90 in NSCLC cells. 101
Panaxynol inhibits both the CSC and non-CSC population of NSCLC by inducing apoptosis. 107
Panaxynol suppresses NSCLC tumor growth in vivo. 121
5. DISCUSSION 127
6. CONCLUSION 131
III. SUMMARY 132
IV. REFERENCES 134
ACKNOWLEDGEMENT 142
-
dc.format.extentxi, 156-
dc.language.isoeng-
dc.publisher서울대학교 대학원-
dc.subjectInsulin-like growth factor binding protein-3-
dc.subjectvimentin-
dc.subjectmetastasis-
dc.subjectheat shock protein 90-
dc.subjectpanaxynol-
dc.subjectcancer stem cells-
dc.subject인슐린 유사 성장 인자 결합 단백질 -3-
dc.subject비 멘틴-
dc.subject전이-
dc.subject열 충격 단백질 90-
dc.subject파 낙시 놀-
dc.subject암 줄기 세포-
dc.subject.ddc615-
dc.titleThe antimetastatic effect of IGFBP-3 and the development of natural HSP90 inhibitor targeting cancer stemness-
dc.title.alternativeIGFBP-3의 항전이 효과와 암 줄기 세포를 표적으로하는 천연 HSP90 억제제 개발-
dc.typeThesis-
dc.typeDissertation-
dc.contributor.AlternativeAuthor투이홍-
dc.contributor.department약학대학 약학과-
dc.description.degreeDoctor-
dc.date.awarded2021-02-
dc.identifier.uciI804:11032-000000165967-
dc.identifier.holdings000000000044▲000000000050▲000000165967▲-
Appears in Collections:
Files in This Item:

Altmetrics

Item View & Download Count

  • mendeley

Items in S-Space are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.

Share