Ring-truncated deguelin analogue induces apoptosis and anti-angiogenesis in non-small cell lung carcinoma cells

Abstract

Deguelin은 Mundeulea sericea를 포함하는 식물에서 추출한 rotenoid 화합물이며 구조적으로 5개의 고리(A, B, C, D, E)를 가지고 있다. 이들은 열 충격 단백질 90 (Hsp90)에 결합하여 이들의 기능의 억제를 통해 여러 암세포에서 증식억제를 유도한다고 알려져 있다. 열 충격 단백질 90은 암세포에서 과발현되어있으며 여러 가지의 종양단백질의 안정성에 기여한다고 알려져 있다. 그러나, deguelin은 이러한 항암효과에도 불구하고 정상세포에서 높은 독성으로 인해 임상적으로 사용되기 어려운 문제점을 가지고 있다. 그리하여 공동연구를 통해 합성된 deguelin 유도체인 SH-1242 화합물을 이용하여 이러한 부작용을 극복하고자 하였다. SH-1242는 deguelin 구조에서 B와 C 고리를 제거한 화합물이다. 비소세포성 폐암세포에서 SH-1242가 암세포 증식억제 활성 및 항 혈관신생 억제 그리고 그 기전에 대해서 연구하였다. 비소세포성 폐암세포와 정상 기관지 상피세포에서 SH-1242를 처리하였을 때, 세포 독성을 확인하기 위하여 MTT 분석을 수행하였다. 그 결과, 비소세포성 폐암세포에서는 농도 의존적으로 세포 독성을 나타내었으며, 정상 폐 상피세포에서는 deguelin과 비교하여 독성이 거의 없는 것으로 나타났다. 또한 SH-1242가 비소세포성 폐암세포 콜로니 형성에 어떠한 영향을 주는지 보기 위해 부착 의존적인 또는 비 의존적인 콜로니 형성 분석 실험을 진행하였다. 두 실험에서 SH-1242의 농도 의존적으로 콜로니 형성이 저해되었다. 이러한 암세포 증식억제는 세포자살과 관련되어지는지를 확인하기 위하여 유세포 분류기 분석과 western blot을 수행하였다. sub-G1기의 사멸세포가 증가되었고 caspase-3 신호전달경로가 억제되었다. 또한 SH-1242가 항 혈관신생억제 활성에 관여하는지 보기 위해서 western blot과 관 형성 분석을 수행하였다. 저산소상태에서 H1299 세포에 SH-1242를 처리하였을 때 저산소 유도 인자-1ɑ의 발현이 감소되었다. 관 형성 분석에서는 SH-1242를 처리하였을 때 matrigel위에 HUVEC 세포의 모세관 형성이 현저하게 줄어들었다. 이러한 암세포 사멸과 항 혈관신생억제가 열 충격 단백질 90의 기능 저하에 관여되는지를 조사하였다. 그 결과, SH-1242 농도 의존적으로 ErbB2, Akt, MEK, ERK 등 열 충격 단백질 90 클라이언트 단백질들의 발현이 억제되었다. 마지막으로 SH-1242가 H1299 또는 환자 유래 이식암 동물에서 세포 자살 또는 항 혈관신생 활성이 있는지 조사하였다. 그 결과, SH-1242를 처리한 암 조직에서 cleaved caspase3의 발현은 증가되었고 CD31의 발현은 감소되었다. 종합적으로, SH-1242가 정상 기관지 상피세포에는 독성이 없지만, 비소세포성 폐암세포에서 Hsp90의 억제를 통해 암세포의 증식과 혈관신생 활성을 억제하는 것으로 보여진다.