ROS 의존적 세포사멸 유도를 통한 isoalantolactone의 인간 간세포암종 Hep3B 세포 유래 다세포 종양 spheroid 형성의 억제 (Isoalantolactone Inhibits the Formation of Multicellular Tumor Spheroids Derived From Human Hepatocellular Carcinoma Hep3B Cells Through the Induction of ROS-dependent Apoptosis)

서지정보

· 발행기관 : 한국생명과학회
· 수록지 정보 : 생명과학회지 / 34권 / 7호 / 476 ~ 484페이지
· 저자명 : 김민영, 손변우, 이상엽, 박상은, 홍수현, 홍상훈, 김은정, 최영현, 황보현

초록

항암 활성 연구를 위한 최적의 모델로서 2-D culture 모델은 여전히 널리 사용되고 있으나, 종양 환경에 더 잘 근접할 수 있는 3D MTS 모델은 시험관 내 모델 연구와 동물 모델 연구 간의 격차를 해소하기 위한 대안이 될 수 있다. Isoalantolactone은 목향(木香: Elecampane, Inula helenium L.)을 포함한 약용 식물에서 발견되는 sesquiterpene lactone 중의 하나로서 항암 활성을 포함한 다양한 약리학적 활성을 가지고 있는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 HCC Hep3B 세포에서 유래된 2D 모델에서 관찰된 isoalantolactone의 항암 활성이 3D MTS 모델에서도 재현될 수 있는지를 조사하였다. 우리들의 결과에 의하면 isoalantolactone은 처리 농도 의존적으로 MTSs 형성을 억제하였으며, ROS 생성의 증가를 동반하였다. 특히 isoalantolactone 처리 및 배양 시간이 증가하면서 증식성 세포 영역이 세포사멸이 유발된 세포로 대체되었다. 또한, MTSs에서 isoalantolactone은 DR 관련 단백질들의 발현과 caspase-3의 활성을 증가시켰고, Bax/Bcl-2 발현 비율 및 총 PARP 단백질의 발현은 감소시켰다. 그러나 ROS의 생성을 인위적으로 차단하였을 경우, isoalantolactone에 의한 이러한 변화들이 모두 차단되면서 MTSs 구성 세포들의 세포 생존율을 회복시켰다. 따라서 본 연구의 결과는 isoalantolactone에 의한 Hep3B 세포 유래 MTSs의 세포사멸 유도는 외인성 및 내인성 경로의 활성화를 통하여 이루어지며 이는 ROS 의존적임을 시사한다.

영어초록

Although two-dimensional (2D) monolayer cell culture models are still widely used as the optimal models for anticancer activity research, three-dimensional (3D) multicellular tumor spheroid (3D MTS) models that can better approximate the tumor environment can offer an alternative to bridge the gap between in vitro and animal model studies. Isoalantolactone is among the sesquiterpene lactones found in medicinal plants, including the roots of Elecampane (Inula helenium L.), and is known to have various pharmacological activities, including anticancer activity. In this study, we investigated whether the anticancer activity of isoalantolactone observed in 2D models could be reproduced in a 3D MTS model derived from human hepatocellular carcinoma (HCC) Hep3B cells. According to our results, isoalantolactone inhibited the formation of MTSs in a manner dependent on the treatment concentration, which was accompanied by an increase in reactive oxygen species (ROS) generation. In particular, as isoalantolactone treatment and the culture time increased, the area of proliferating cells was replaced by cells in which apoptosis was induced. Additionally, in MTSs, isoalantolactone increased the expression of death-receptor-related proteins and the activity of caspase-3, and it decreased the expression of the Bax/Bcl-2 expression ratio and total poly(ADP-ribose) polymerase. However, when the production of ROS was artificially blocked, all these changes caused by isoalantolactone were attenuated and the cell survival rate of MTS cells was restored. Therefore, the results of this study suggest that the induction of apoptosis in Hep3B cell-derived MTSs by isoalantolactone is achieved through the activation of extrinsic and intrinsic pathways and is ROS-dependent.

참고자료

· 없음