대부분의 암환자의 가장 큰 사망 요인은 암의 전이로, 세포간 유착을 소실하여 이동하는 invasion 단계, 암세포가 혈관이나 림프관을 뜷고 들어가는 intravasation 단계, 전신 순환계에서 모세혈관을 뜷고 나오는 extravasation 단계 후 새로운 환경에서 자랄 수 있는 세포는 제2의 종양이 된다. (PI3K)/AKT axis의 활성이 invasion 단계를 거치기 위해서는 세포-세포간 부착의 저해현상과 비슷한 EMT를 유도하는데 가장 중추적인 역할이다. 이는 저 산소 상태의 인간 폐암세포 EMT 과정에서 FAK 활성의 영향을 밝혀 FAK를 암 전이 저해 물질 후보로 하고자 한다.
<h1>서 론</h1> <p>대부분의 암환자의 가장 큰 사망 요인은 암의 전이이다. 암의 전이는 여러 단계로 구분되는 과정을 통해 일어나는데, 악성화된 상피세포가 세포간 유착을 소실하여 이동성을 획득하는 invasion 단계와 암세포가 혈관이나 림프관을 뜷고 들어가는 intravasation 단계, 전신 순환계로 들어온 암세포가 본래 조직이 아닌 다른 기관에 정착하기 위해서는 전신 순환계에서 모세혈관을 뜷고 나오는 extravasation을 거쳐 마지막으로 새로운 숙주 환경에서 자랄 수 있는 능력을 갖추게 되면 극히 일부의 악성암세포가 제 2의 종양을 형성하게 된다. 암의 전이의 첫 단계인 invasion 단계를 거치기 위해서는 세포-세포간 부착의 저해가 수반되어야 하는데 이런 현상은 epithelial-to-mesenchymal-like transition (EMT)의 현상과 비슷하다. 여러 가지 암유전자 신호전달 물질들(Src, Ras, Ets, integrin, Wnt/beta-catenin and Notch)이 EMT를 유도한다고 보고되었다. 특히나 Ras-MAPK는 Snail과 Slug와 같은 전사인자를 활성화 함으로써 E-cadherin의 전사를 저해하고 이로써 EMT를 촉진한다고 잘 알려져 있다. 최근 연구에서는 phosphatidylinositol 3' kinase (PI3K)/AKT axis의 활성이 EMT를 유도하는데 가장 중추적인 역할을 한다는 보고가 발표되었다.</p> <p>국소부착 카이네이즈(Focal adhesion kinase; FAK)은 세포 내 타이로신 카이네이즈 단백질(cytoplasmic protein-tyrosine kinase; RTK)로서 인테그린(integrin) 및 여러 성장 인자 수용체에 의해 매개되는 세포이동과 생존을 매개하는 중요한 단백질이다. 이와 같은 국소부착 카이네이즈는 397번 타이로신 잔기가 인산화 되어 이를 매개하는 Src-family kinase의 SH2 도매인이 결합 함으로써 FAK-Src 신호전달을 매개한다. FAK은 인간 종양 샘플과 종양에서 유래된 세포주의 발현이 전립선(prostate), 유방(breast), 대장(colon), 난소(ovarian), 폐(lung) 그리고 갑상선(thyroid)과 같은 여러 조직의 암화 과정 그리고 암세포 전이 동안 발현과 인산화가 중가되어 있다고 알려져 있다. 뿐만 아니라, FAK은 PI3K/PKD1/Akt/PKB 및 Grb2/SOS/Ras/Raf-1/MEK/ERK을 통하여 세포의 성장 및 생존/사멸을 조절한다고 알려져 있다.</p> <p>저 산소 상태(hypoxia)는 체내 조직 내 산소가 고갈된 상태로 조직에서 필요한 양만큼 산소가 공급되지 못하는 현상을 말한다. 저산소증은 조직에 산소가 전혀 공급이 안 되는 무산소증(anoxia)과 동맥혈의 산소 분압이 낮은 저산소혈증(hypoxemia)과는 구분된다. 저산소증은 다양한 고형종양(solid tumor)에서 발견되는 대표적인 생리 현상으로 환자의 나쁜 예후를 나타내는 지표로도 사용되고 있다. 암세포의 빠른 증식은 저 산소 상태를 유발하게 되고, 이 과정에서 대부분의 암세포에 과도하게 발현되는 저 산소 유도 인자(Hypoxia-inducible factor 1; HIF-1)가 활성화 된다. HIF-1은 HIF-1\(\alpha\)와 HIF-1\(\beta\)라는 두 subunit이 heterodimer를 형성하고 있다. HIF-1\(\alpha\)는 세포질 내에 존재하면서 normoxic 상태에서는 급격히 분해되고, 저 산소 상태에서는 안정화되어 농도가 증가한다. 저 산소 상태에서 증가된 HIF-1\(\alpha\)가 HIF-1\(\beta\)와 dimer를 형성 하여 세포질에서 핵 내로 이동하게 되어 종양의 성장과 분화에 관여하는 단백질의 promotor로 작용한다.</p> <p>따라서 본 연구는, 저 산소 상태를 mimic하는 화합물로 주로 사용되고 있는 cobalt chloride \( \left(\mathrm{CoCl}_{2}\right) \)로 유도한 저 산소 상태에서 발생하는 인간 폐암세포 EMT 과정에서의 FAK 활성의 영향을 밝힘으로써 FAK의 새로운 기능을 규명하고 더 나아가 암의 전이의 저해 타겟 물질 후보로서 FAK을 제시하고자 한다.</p>