| 초록 |
RTK (receptor tyrosine kinase)의 한 종류 인 EGFR (epithelial growth factor receptor)은 세포의 거의 모든 생리활성에 관여를 하고 있으며, EGF (epithelial growth factor)와 결합을 한 후 phosphorylation을 통해 세포 내로 신호를 전달하며 정교하게 조절됨으로써 cellular homeostasis가 유지된다. 그러나 암세포에서는 EGFR에 의한 신호전달이 붕괴되어있으며 단순한 유전자 결함에 의한 EGFR의 hyper-activation은 물론, 최근 들어 암세포에서 EGFR의 과 발현으로 인해 세포막 위에서의 공간적 분포가 정상세포보다 비정상적으로 나타난다는 것이 규명되었다. 암세포에서 발생하는 세포막 위에서의 EGFR의 공간적 분포 붕괴는 EGF 결합과 무관하게 EGFR의 oligomerization을 유도하고 비정상적인 신호를 세포 내로 전달한다. 이와 같은 암세포는 암세포 치료용 항체의 작용기전 인 EGF 결합부위로의 경쟁적 결합을 통해 세포 내 신호전달을 차단함으로써 치료효과를 나타내는 cetuximab에 대한 저항성을 획득하게 된다. 따라서 본 연구는 EGFR와 같은 세포 내 신호전달의 최전선에 있는 RTK 막단백질의 공간적 분포를 RTK 항체와 multiple armed DNA scaffold의 conjugate인 RTK targeting DNA smart Nano-Forceps를 통해 제어를 함으로써 세포 내 신호전달을 조절하고, 나아가 신개념의 항암치료제로서의 가능성을 타진했다. 1차 년도에는 EGFR 항체 및 DNA scaffold 중합을 통한 double 및 triple armed EGFR targeting DNA Nano-Forceps를 제작했으며, A549 (lung carcinoma cell line이며, EGFR hyperactivation이 특징)를 이용하여 EGF 처리에 의한 EGFR signaling pathway가 본 연구에 의해 제작된 DNA Nano-Forceps 처리를 통해서 조절되는지 확인하였다. 그 결과, EGFR, ERK2, STAT3의 phosphorylation을 저해하는 것을 확인할 수 있었다. 이와 같은 결과는 DNA Nano-Forceps에 의해 EGFR의 lateral diffusion을 공간적으로 저해함으로써 EGF binding에 의해 촉발된 EGFR signaling pathway를 조절할 수 있는 결과를 확인하였다. 2차 년도에는 EGFR targeting DNA Nano-Forceps은 첫째, EGFR의 lateral diffusion을 물리적으로 저해함으로써 EGFR의 dimerization 혹은 oligomerization 확률이 현저히 낮게 함으로써 EGFR phosphorylation 저해하는 것으로 확인되었으며 이는 early EGFP signal transduction이 EFGR targeted DNA Nano-Forceps에 의해 제어한다는 것을 규명하였다. 두 번째, EGFR targeting Nano-Forceps은 late EGFR signal transduction에 영향을 미치는 EGFR의 internalization를 효과적으로 저해한다는 것을 신규 규명하였다. 이는 EGFR targeted DNA Nano-Forceps이 early EGFR signal에 관여하는 EGFR의 lateral diffusion의 저해는 물론 late EGFR signal에 관여하는 EGFR endocytosis도 저해함으로써 EGFR 전체 signal transduction을 제어할 수 있음을 세계 최초로 규명하였다. 마지막 년도에는 EGFR targeting DNA Nano-Forceps에 의한 EGF/PDGF signaling 관련 유전자 발현 양상을 모니터링 한 결과, double armed EGFR targeting DNA Nano-Forceps가 EGF/PDGF signaling 유전자의 발현을 모두 억제하였다. 이를 바탕으로 double armed EGFR targeting DNA Nano-Forceps의 in vitro 및 in vivo efficacy를 측정한 결과, in vitro 및 in vivo에서 모두 효과가 우수한 것으로 확인되었다. 결론적으로, EGFR targeting DNA Nano-Forceps은 EGFR의 공간적 분포 붕괴에 의한 비정상적인 신호전달을 EGFR의 early 및 late signaling을 저해하는 것을 규명했으며, 나아가 in vitro 및 in vitro에서 항암효과가 우수한 신규 항암 후보물질로 확인하였다. (출처 : 연구결과 요약문 3p) |
