| 초록 |
□ 연구개발 목표 및 내용 ○ 최종 목표 전이성이 높은 삼중음성유방암 세포의 증식 및 진행 과정에서의 돌연변이 NRF2의 역할을 밝히고 그 작용기전을 탐색한다. 또한 펩티딜-프롤린 이성화효소(peptidyl-prolyl isomerase)인 PIN1이 NRF2의 저해 단백질인 Keap1과의 상호작용을 통한 구조변형 발생과 기능 상실이 NRF2의 안정화와 활성화에 미치는 영향을 검토하고 기전을 규명한다 ○ 전체 내용 다양한 종양에서 발견되고 있는 NRF2의 과발현이 somatic mutation에 기인하며 화학 및 방사선 치료에 대한 저항성과 관련이 있는 것으로 알려져 있다. NRF2의 돌연변이는 종양 진행에 극적으로 영향을 미치지만, 그들의 작용기전은 여전히 잘 알려져 있지 않다. NRF2의 Neh2 도메인내에는 저해 단백질인 Keap1과 강하게 결합하고 있는 ETGE 모티프와 상대적으로 약하게 결합하고 있는 DLG 모티프가 존재하며, 이를 통해 NRF2는 2분자의 Keap1과 상호 작용한다. 특히 N-terminal에 위치한 DLG 모티프는 NRF2의 유비퀴틴화와 분해에 중요한 것으로 보고된 바 있으며 ETGE 모티프는 Keap1과의 결합에 필수적이다. 유전자 전체에서 발생하고 missense 혹은 nonsense 돌연변이 양상을 보이는 Keap1과는 달리, NRF2의 돌연변이는 대부분 DLG/ETGE 모티프를 인코딩하는 영역 내에서 발견되어 Keap1과의 결합을 차단한다. 따라서 본 연구에서는 DLG/ETGE 모티프 내의 특정 아미노산 잔기를 point mutation 시킨 플라스미드를 유방암 세포주에 도입하여 돌연변이 NRF2의 암 유발 기능에 있어서 그 기전 규명과 프롤릴 이성질화효소 PIN1의 역할을 확인하고자 하였다. 또한 현재까지 알려진 Keap1과 NRF2간의 적절한 상호작용의 intrinsic disruptor proteins중 p62, p21, DPP3등이 알려져 있으며, Keap1 또는 NRF2에 결합하여 Keap1-NRF2 복합체를 파괴하고 NRF2의 활성을 증가시킨다. Keap1은 여러 Ser/Thr-Pro 모티프를 보유하고 있으므로 PIN1의 기질이 될 수 있는 가능성이 높다. 그러므로 PIN1과 Keap1간의 직접적인 상호작용을 측정하고 PIN1이 Keap1의 안정화 및 활성화에 미치는 영향을 평가한다. ○ 1단계 ● 목표 전이성이 높은 삼중음성유방암 세포의 증식 및 진행 과정에서의 돌연변이 NRF2의 역할을 밝히고 그 작용기전을 규명한다. NRF2의 저해 단백질인 Keap1의 PIN1과의 상호작용을 통한 구조변형과 기능 상실이 NRF2의 안정화와 활성화에 미치는 영향을 검토하고 기전을 규명한다. ● 내용 - 유방암 환자 조직에서 PIN1 및 NRF2의 과발현 관찰 - PIN1과 NRF2의 임상적 관련성 및 물리적 상호 작용 확인 - 유방암 조직 및 세포에서 PIN1과 NRF2의 직접 결합 관찰 - PIN1과의 결합이 NRF2의 안정화에 미치는 영향 확인 - PIN1과 NRF2의 상호작용이 유방암 증식 및 진행에 미치는 영향 - NRF2 WT과 mutant NRF2와 결합하는 binding partner (PIN1) 단백질 확인 - NRF2 돌연변이 (D29G, T80P, E82G)가 그 전사활성 및 표적 유전자 발현에 미치는 영향 - 유방암 환자 조직과 세포주에서 PIN1과 기질 단백질(Keap1)의 발현 검토 - PIN1과 Keap1과의 직접결합 및 돌연변이 플라스미드/세포주를 이용한 결합부위 확인 - PIN1과의 결합이 Keap1의 안정화에 미치는 영향 검토 - 악성 유방암 세포에서 PIN1의 억제와 항암치료제 (paclitaxel)를 함께 병합 투여한 후 항암 효능 확인 □ 연구개발성과 PIN1에 의해 조절되는 전사인자 선별/PIN1에 의해 조절되는 타겟 전사인자와의 결합 및 기전 연구 - 유방암세포 특이적 마커 선별 - 3종 이상의 PIN1 발현 증가/억제 세포주 확립 - PIN1에 의해 조절되는 강력한 전사인자 발굴 - PIN1 억제와 항암치료제 (paclitaxel)를 함께 병합 투여를 이용한 삼중음성 유방암세포에 대한 독성 평가 □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 유방암 치료에 효과를 나타내는 다양한 표적 치료제가 개발되면서, 유방암도 점차 치료 표적의 발현 유무에 따라 분류하게 되었다. 현재까지 잘 알려진 유방암 치료의 표적은 호르몬 수용체와 HER2의 과발현이며, 이들 표적에 대한 치료를 통해 유방암의 예후를 향상시키는 효과를 가져왔다. 하지만 기존 항암제나 표적치료제에 반응하지 않는 악성 유방암인 삼중 음성유방암 (TNBC)은 면역조직화학염색에서 에스트로겐 수용체, 프로게스테론 수용체와 HER2 발현이 모두 음성인 유방암으로 전체 유방암의 10~15%를 차지한다. 삼중음성유방암은 비 삼중음성유방암 (Non-TNBC) 환자에 비해 상대적으로 생존율이 낮다. 이는 비특이적 항암치료 이외에 호르몬 치료나 표적 치료등의 특별한 치료 방법이 없고 다른 장기로의 전이가 높은 악성 암이며 재발이나 전이의 원인이 현재까지 불분명하다. 삼중음성유방암 내에서 PIN1은 과발현되어 있으며, 종양 신호 네트워크를 통하여 Epithelial-mesenchymal transition (EMT) 관련 유전자의 발현을 조절하고 세포 이동 및 침윤에 관여한다. 이는 PIN1 억제가 삼중음성유방암 치료에 있어서 필수적으로 참여할 수 있음을 시사한다. 실제 많은 암환자가 항암제 독성으로 인한 부작용으로 항암치료를 중단한 적이 있다는 통계가 공개된 적이 있다. 이는 PIN1 분자표적 저해제 (저분자 화학물)의 사용이 정상 세포에 대한 비독성과 높은 항암 효능으로 인하여 이러한 문제를 해결할 가능성이 높다. 본 연구를 통한 PIN1 분자표적 저해제에 유용한 후보물질의 역할을 증명한다면 PIN1 분자표적 저해제의 유용성과 우수성을 알리는데 중요한 역할을 할 뿐만 아니라, 항암 보조제로의 효능 검증으로 인한 국민 건강 증진에 크게 기여할 수 있을 것으로 기대한다. (출처 : 요약문 2p) |
