Cdk 억제제들은 cyclin/Cdk complex와 선택적으로 결합하여 세포 주기를 조절하며, 이 중 p21은 p53 종양 억제 유전자에 의해 활성화되어 전체 세포 주기를 억제한다. p21 활성화는 일반적으로 p53과 관련이 있지만, 세포 종류와 물질에 따라 p53과 무관하게 발생할 수도 있다. p16은 주로 G1기 억제에 관여하고, p27은 G1기를 중심으로 하지만 G2/M기에도 부분적으로 관여한다. 본 연구는 sulforaphane 처리가 인체 간암세포의 G2/M기 억제에 미치는 영향과 그 과정에서 p53, p21, p27 같은 Cdk 억제제들과의 관계를 조사한 것으로, sulforaphane은 브로콜리 등 십자화과 식물 에서 유래하며 암 예방 효과가 입증된 화합물이다.
<h2>p53 및 Cdk inhibitors의 발현에 미치는 sulforaphane 의 영향</h2> <p>Cdk inhibitors는 cyclin/Cdk complex와 선택적으로 결합하여 그늘의 활성을 억제하는 것으로 알려져 있는데 특히 CIP/KIP 군에 속하는 p21은 종양 억제유전자인 p53 에 의하여 활성화되어 G1기뿐만 아니라 2/M기를 포함한 전체 세포주기의 진행을 억제하는 주요한 조절인자이다. p21의 활성화에는 p53이 관여하는 것이 일반적이지만 세포의 종류나 항암제 및 후보물질의 종류에 따라서 p53 비의존적인 경로를 통하여 p21 이 활성화된다고도 알려져 있다. 그러나 CIP/KIP 군에 속하는 p16의 경우 일반적으로 G1 기 arrest에만 관여하는 것으로 알려져 있으며, p27 역시 G1 기 arrest에 중요하지만 부분적으로 G2/M 기 arrest 에도 관여할 수 있는 것으로 보고되어지고 있다. 따라서 본 연구에서는 sulforaphane의 처리에 의한 인체 간암세포의 G2/M 기의 억제 유발에 종양 억제 유전자 p53 및 p21 그리고 p27 과 같은 Cdk inhibitors들의 관련 여부를 조사하였다. Fig. 5A 및 B 의 결과에서 알 수 있듯이 종양 억제 유전자 p53의 경우 전사 및 번역 수준에서 sulforaphane 처리 농도 의존적으로 발현이 증가되었으며, p21 역시 p53의 발현변화와 유사한 경향성을 보여 주었다. 그러나 p27의 경우 sulforaphane 처리에 따라 약간의 변화를 보였으나, sulfor-aphane 처리 농도 증가에 따른 발현 증가 현상이 뚜렷하게 관찰되지 않았다. 비록 본 연구의 결과로만 sulforaphane에 의한 p21 의 발현이 전사 활성 수준에서 조절된다고 결론을 지을 수는 없으나, sulforaphane 처리에 의한 p53이 발현 증가는 최소한 세포증식 억제 또는 apoptosis 유발에 어느 정도 기여할 것으로 추정되며 이에 관한 추가적인 연구의 실시가 요구되어진다. 아울러 sulforaphane 처리 의하여 발현이 증가된 p21 단백질은 cyclin/Cdk compmex 형성의 방해 요소로 작용하여 그들의 kinase 활성을 억제할 것이며, 이로 인한 세포주기의 진행이 부분적으로 억제되었을 것으로 추정 된다.</p> <h1>요 약</h1> <p>브로콜리를 포함한 십자화과 식물에서 glucoraphanin의 가수분해를 통해 생성되는 isothiocyanate의 일종인 sulfor-aphane은 역학적 조사를 포함한 다양한 선행 연구에서 강력한 암예방 효과를 가지는 것으로 알려져 있다. 항암효과에 관한 최근 연구 결과에 따르면 sulforaphane은 다양한 인체 암세포의 증식을 억제하고 apoptosis를 유발할 수 있는 것으로 알려지고 있으나, 정화한 분자생물학적 기전은 밝혀져 있지 않은 상태이다. 본 연구에서는 sulforaphane의 항암작용 기전을 조사하기 위하여 HepG2 인체간암세포의 증식에 미치는 sulforaphane의 영향을 조사하였다. Sulforaphane의 처리에 의한 HepG2 세포의 증식억제 및 형태적 변형은 세포주기 G2/M arrest 및 apoptosis 유발과 밀접한 관련이 있음을 알 수 있었다. RT-PCR 및 Western blot 분석 결과, sulfor-aphane 처리에 의하여 cyclin A 및 cyclin B1, Cdc2의 발현이 단백질 수준에서 선택적으로 저하되었으며, 종양억제 유전자 p53 및 Cdk inhibitor p21의 발현은 전사 및 번역 수준에서 sulforaphane 처리 농도 의존적으로 증가되었다. Sulforaphane의 항암 기전을 규명하기 위해서는 더 많은 연구가 부가적으로 필요하겠지만, 본 연구의 결과들에 의하면 sulforaphane은 강력한 인체압세포의 증식 억제 및 항암작용이 있을 것을 시사하여 준다고 할 수 있다.</p>