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Molecular changes associated with acquired resistance to crizotinib in ROS1-rearranged non-small cell lung cancer
ROS1이 재배열된 비소세포폐암에서 crizotinib에 대한 내성획득관련 분자적 변화에 관한 연구

DC Field Value Language
dc.contributor.advisor김동완-
dc.contributor.author송안아-
dc.date.accessioned2017-07-14T01:15:35Z-
dc.date.available2017-07-14T01:15:35Z-
dc.date.issued2016-02-
dc.identifier.other000000131825-
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/10371/121776-
dc.description학위논문 (박사)-- 서울대학교 대학원 : 의과대학협동과정 종양생물학전공, 2016. 2. 김동완.-
dc.description.abstract연구 목적: ROS1 이 재배열된 비소세포폐암에서 c-MET, ALK 공동 저해제인 crizotinib이 항암 효과를 보이는 것으로 알려져 있으나, 내성획득은 거의 불가피 하게 발생하고 있다. 따라서 본 연구에서는, CD74-ROS1 재배열 변이를 가지며, crizotinib 에 내성을 보이는 2 명의 비소세포폐암 환자와, SLC34A2-ROS1 재배열 변이를 갖는 HCC78 세포주 기원의 내성 세포주들 (HCC78CR1,-2,-3) 에서 나타나는 분자적 변화를 규명하고자 하였다.
연구 방법: Direct sequencing을 통해, 2 명의 비소세포 폐암 환자로부터 얻은 종양조직과 HCC78CR1-3 내성세포주들의 ROS1 kinase domain 에 이차적 획득변이가 있는지 여부를 관찰하였다. 또한 확인된 ROS1 이차적 변이들을 발현하는 Ba/F3 세포주들을 구축하여, crizotinib 에 대한 획득내성 정도를 비교하였다. phospho-receptor tyrosine kinase array, EGFR signaling antibody array 그리고 RNA sequencing (RNA-seq) 을 통하여 내성 세포주에서 활성화된 신호전달계를 확인하였으며, HCC78 과 HCC78CR1-3 세포주에서, 약제에 대한 세포증식 및 ROS1 하위 신호전달계를 비교하였다.
연구 결과: Crizotinib 에 획득 내성을 보이는 첫 번째 환자의 종양샘플에서 ROS1 G2032R 이차적 변이가 확인되었다. 또한, HCC78CR1과 CR2 세포주에서는 새로이 관찰된 ROS1 L2155S 변이 (각각 73.3% 그리고 76.2%) 를 확인하였다. ROS1 G2032R 및 L2155S 변이를 발현하는 Ba/F3 세포주를 구축하여, 해당 변이들로 crizotinib에 대한 내성의 획득을 검증하였다. HCC78CR1-2 세포주와 두 번째 환자의 내성샘플에서는 E-cadherin 의 발현감소 및 vimentin 의 발현증가에 의한 epithelial-to-mesenchymal transition 을 관찰하였다. 또한, RNA-seq 및 EGFR signaling antibody array를 토대로 EGFR 신호전달계가 HCC78 대비 HCC78CR3 세포주에서 활성화되어 있음을 검증하였다. ROS1 이차적 변이가 발생한 경우, c-MET, VEGFR2 그리고 ROS1의 공동 저해제인 foretinib에 반응을 보였으며, EGFR의 발현이 증가되어 있는 경우, 비가역적 EGFR 저해제와 crizotinib 의 조합에 반응을 보였다.
결론: ROS1 이 재배열된 비소세포폐암에서 crizotinib 에 대한 획득내성관련 분자적 변화는, ROS1 tyrosine kinase 이차적 변이 생성, EGFR 신호전달계의 활성화 그리고 형태학적 변화 (epithelial-to-mesenchymal transition) 등의 다양성으로 설명될 수 있다.
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dc.description.abstractPurpose: Although ROS1-rearranged NSCLC is sensitive to crizotinib, development of resistance is inevitable. Here, we identified molecular alterations in crizotinib-resistant tumors from two NSCLC patients with the CD74-ROS1 rearrangement, and in HCC78 cells harboring SLC34A2-ROS1 that showed resistance to crizotinib (HCC78CR cells).
Methods: ROS1 kinase domain mutations were examined in fresh tumor tissues from two NSCLC patients and HCC78CR1-3 cells by direct sequencing. Ba/F3 cells expressing ROS1 secondary mutations were constructed to evaluate resistance to crizotinib. Up-regulated pathway was identified using phospho-receptor tyrosine kinase array, EGFR signaling antibody arrary, and RNA sequencing (RNA-seq). Cell proliferation and ROS1 downstream signaling pathways were compared between HCC78 and HCC78CR1-3 cells.
Results: The ROS1 G2032R mutation was identified in crizotinib-resistant tumors from one patient. Furthermore, HCC78CR1 and CR2 cells harbored a novel ROS1 L2155S mutation (73.3% and 76.2%, respectively). ROS1 G2032R and L2155S mutations conferred resistance to crizotinib in Ba/F3 cells. Evidence of epithelial-to-mesenchymal transition with down-regulated E-cadherin and up-regulated vimentin was observed in HCC78CR1-2 cells and in the resistant samples of 2nd patient. RNA-seq and EGFR signaling antibody array revealed that the EGFR pathway was significantly up-regulated in HCC78CR3 versus HCC78 cells. Cells with the ROS1-mutation and up-regulated EGFR were sensitive to foretinib, an inhibitor of c-MET, VEGFR2, and ROS1 and irreversible EGFR tyrosine kinase inhibitors plus crizotinib, respectively.
Conclusions: Molecular changes associated with acquired crizotinib resistance in ROS1-rearranged NSCLC are heterogeneous including ROS1 tyrosine kinase mutations, EGFR activation. Epithelial-to-mesenchymal transition-like phenotypic change was also observed.
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dc.description.tableofcontentsIntroduction 1
Materials and methods 4
Results 12
Patient outcomes and the identification of the ROS1 fusion transcript 12
ROS1 kinase mutations in crizotinib-resistant tumors 15
HCC78CR cells showed resistance to ALK inhibitors 20
ROS1 secondary mutations conferred resistance to crizotinib 22
EGFR pathway activation in HCC78CR3 cells 25
Inhibition of EGFR in HCC78CR cells 31
Discussion 35
Reference 39
Abstract in Korean 45
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dc.formatapplication/pdf-
dc.format.extent1831438 bytes-
dc.format.mediumapplication/pdf-
dc.language.isoen-
dc.publisher서울대학교 대학원-
dc.subject비소세포폐암-
dc.subject내성-
dc.subjectROS1 재배열-
dc.subjectcrizotinib-
dc.subject.ddc616-
dc.titleMolecular changes associated with acquired resistance to crizotinib in ROS1-rearranged non-small cell lung cancer-
dc.title.alternativeROS1이 재배열된 비소세포폐암에서 crizotinib에 대한 내성획득관련 분자적 변화에 관한 연구-
dc.typeThesis-
dc.contributor.AlternativeAuthorAhnah Song-
dc.description.degreeDoctor-
dc.citation.pagesv, 46-
dc.contributor.affiliation의과대학 협동과정 종양생물학전공-
dc.date.awarded2016-02-
Appears in Collections:
College of Medicine/School of Medicine (의과대학/대학원)Program in Cancer Biology (협동과정-종양생물학전공)Theses (Ph.D. / Sc.D._협동과정-종양생물학전공)
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