AZA는 유방암 세포에서 종양 억제 유전자 E-cadherin의 발현을 복원하며 암의 성장과 전이를 줄이는 효과를 보인다. DNA 메칠화를 억제하는 AZA의 역할이 암 줄기세포 증식의 억제에 중요하다고 추정되지만, Polycomb 유전자들에 대한 AZA의 효과는 유의하지 않았다. 반면에, AZA는 줄기세포 조절 유전자들의 발현을 감소시키는 효과를 나타내어 암 줄기세포의 증식 억제에 기여한 것으로 판단된다.
<h1>고 찰</h1> <p>본 연구에서는 DNA 메칠화를 억제하는 약물로 AZA를 사용하였다. AZA는 cytidine과 유사한 물질로 작용기전은 주로 DNMT에 비가역적인 공유결합을 통하여 DNMT의 활성을 방해하며 메칠화 수위를 낮춰 유전자의 표현을 조절하는 기능을 한다. 우리는 이미 AZA가 종양억제 유전자인 E-cadherin 발현이 저해된 유방암 세포에서 E-cadherin 발현을 복원시켜 암의 성장을 억제하고, 암의 전이를 감소시키는 것을 보고 하였다. 이러한 논문을 바탕으로 본 연구에서는 암줄기세포 유지에서의 AZA의 영향을 조사 하였다. 본 실험에서는 먼저 유방암 세포에서 AZA가 tumorsphere 형성에 미치는 영향을 살펴 본 결과, AZA가 암줄기세포의 특성인 자가재생(self-re-newal) 능력을 감소시켜 tumorsphere 형성을 억제한 것을 관찰 하였다. 이러한 결과를 미루어 우리는 줄기세포 조절 유전자(stem regulator gene, SRG)들의 발현에서 비정상적인 DNA 메칠화가 영향을 줄 것으로 예상하고, in vivo 연구에서 AZA를 이용하여 메칠화 현상을 억제 한 뒤 전사인자들의 발현 양상을 조사하였다. 그 결과 Oct-4, Nanog, Sox2의 발현이 감소되는 것을 최초로 증명하였다. 이 유전자들은 줄기세포에서 특이적으로 발현하는 전사 인자 중에서 특히 만능성 유지에 중요한 역할을 하는 인자들로 알려져 있어, AZA에 의한 DNA 메칠화의 억제는 암줄기세포의 증식 억제에 있어 중요한 역할을 할 것으로 사료 된다.</p> <p>최근 여러 연구에 의하면 암 세포 내 암줄기세포의 증식은 Polycomb 유전자들의 과메칠화와 연관되어 있다고 보고하고 있다. Polycomb 계열의 단백질들은 발생학적 측면에서 관여하는 유전자가 활성이 필요 없는 장소나 시기에 유전자의 기능을 하지 못하도록 함으로서, 잘못된 곳에 특정한 세포나 조직이 형성되는 것을 방지하는 기능을 하는 단백질로서, 유전자 발현 억제에 있어 중요한 역할을 하는 것으로 알려져있다. 이러한 Poycomb의 대표적인 유전자인 Bmi-1은 세포 성장과 분화에 관련된 유전자들을 조절하는 전사 억제 유발인자로서 여러 종양 조직에서 과발현 되어 있는데, INK4A와 ARF의 발현을 억제 하면서 줄기세포의 자가재생능이나 유지에 관여한다고 알려져 있다. 따라서 우리는 Polycomb 유전자 (Bmi-1, ARF, INNK4A)들의 과메칠화가 줄기세포 조절 유전자(SRG)의 발현에 어떠한 영향을 미치는 지를 조사하였다. 그러나, 본 연구에서 AZA는 Bmi-1, ARF, INK4A의 메칠화나 발현에 유의적인 변화를 초래하지 않았다(Data not shown). 그러므로, 본 4T1 유방암 실험모델에서는 Polycomb과 줄기세포 조절 유전자(SRC) 사이의 관련성을 규명할 수 없었다. 따라서 우리는 줄기세포 조절 유전자(SRG)의 상위단계에서 조절되는 유전자들을 찾기 위해 추가적인 연구를 진행 중에 있다.</p> <p>종양 조직에서 나타나는 비정상적 DNA메칠화 패턴은 줄기세포 조절 유전자(SRG)들의 발현에 있어서 매우 중요하며, 이러한 유전자의 발현 기전을 연구하는 것은 줄기세포 표적 치료에 있어 매우 중요한 연구 분야가 될 것으로 사료된다. 본 연구에서 demethylating agent인 AZA는 줄기세포 조절 유전자들(Oct-4, Nanog, Sox2)의 발현을 감소시켜 암줄기세포의 증식을 억제 시킨 것으로 사료된다. 그러므로, 선택적인 DNA 메칠화의 억제를 항암치료에 응용하면, 암줄기세포를 파괴함으로써 암의 재발 및 악성화를 효과적으로 제어 할 수 있을 것으로 사료된다.</p>