본 논문에서는 전립선 암세포주인 PC-\(3\)와 LNCaP에 대해 cordycepin에 대한 영향을 분석하였으며, 두 종류의 세포에서 cordycepin을 처리한 결과 세포증식이 억제됨을 확인하였다. 단, 호르몬 의존성에 대해 분석한 결과 PC-\(3\) 세포가 LNCaP 세포보다 cordycepin에 대한 저항성이 높음을 알 수 있었다. 다음으로 PC-\(3\)세포에 대해 Annexin-V/PI 염색을 이용해 세포독성이 apoptosis 유도된 것임을 알 수 있었다. western blotting을 통해 확인한 결과 cordycepin는 Bax의 발현 양 증가와 Bcl-2의 감소를 초래했으며, 이를 통해 caspase-\(3\) 의존적 경로를 통해 apoptosis가 유도됨을 파악하였다.
<h1>결과 및 고찰</h1><h2>PC-3 세포에 대한 cordycepin의 세포독성 효과</h2><p>사람 전립선암 세포주인 PC-3와 LNCaP 세포에 대한 cordycepin의 세포독성을 알아보기 위하여 시간 및 농도별로 cordycepin을 처리하여 MTT assay를 실시하였다. 그 결과, 농도 및 시간 의존적으로 cordycepin에 의해 유의적으로 세포 독성이 증가하였으며, \( \mathrm{IC}_{50}(50 \% \) 저해농도) 값은 \( 200 \mu \mathrm{M} \)로 관찰되었다. 또한, 호르몬 의존성 세포주인 LNCaP의 경우, dihydrotestosterone (DHT)를 첨가하지 않고 배양한 LNCaP 세포가 DHT를 첨가하여 배양한 세포보다 높은 세포 독성을 나타내었다. 게다가 호르몬 비의존성 PC-3 세포와 호르몬 의존성 LNCaP 세포의 생존율을 비교하였을때, PC-3 세포가 LNCaP 세포보다 cordycepin에 대한 저항성이 높음을 알 수 있었다. 따라서 cordycepin이 전립선 암세포주인 PC-3와 LNCaP 세포의 증식을 억제하는 것을 확인하였고, 세포증식에서 호르몬이 영향을 미치는 것을 확인하였다. 이후 실험에서는 호르몬 비의존성 세포인 PC-3 세포를 사용하여 다양한 apoptosis 유도 기전에 대해 탐색을 하였다.</p><h2>PC-3 세포에 대한 cordycepin의 apoptosis 유발</h2><p>Cordycepin의 PC-3 세포에 대한 세포독성이 apoptosis 유도에 의한 것임을 Annexin-V/PI 염색을 통해 확인하였다. Cordycepin을 \( 50-400 \mu \mathrm{M} \)의 농도로 24 시간 처리한 뒤, FITC Annexin-V Apoptosis Detection kit를 이용하여 apoptosis를 정랑화 하였다. Annexin-V가 염색된 부분인 초기 apoptosis와 annexin-V와 PI가 함께 염색된 부분인 후기 apoptosis 세포가 농도 의존적으로 증가하는 것을 확인 하였다. 특히 \( 200 \mu \mathrm{M} \) cordycepin 을 24 시간 처리하였을 때 \( 28.36 \% \) 로 유의적으로 증가하였다. 이상의 결과는 cordycepin에 의한 세포 독성이 PC-3 세포의 apoptosis 유도에 기인함을 알 수 있었다.</p><h2>PC-3 세포에서 cordycepin의 Bcl-2 family 발현과 caspase-3 및 poly (ADP-ribose) polymerase (PARP) 의 활성화</h2><p>Apoptosis의 유도는 세포 내의 apoptosis 관련 단백질의 발현에 영향을 주게 되는데 Bcl-2 familiy, caspase-9, caspase-3 그리고 PARP 등이 가장 잘 알려져 있다. 그 중 Bcl-2 familiy는 Bax, Bak 그리고 Bim 등과 같은 apoptosis 유도 단백질 (pro-apoptotic protein)과 Bcl-2, Bcl-x 등과 같은 apoptosis 억제 단백질 (anti-apoptotic protein)으로 구성되어 있다. 두 구성성분들은 평소 세포 내에서 일정하게 균형을 유지하고 있으나 ROS, UV 및 호르몬 등의 자극으로 인해 불균형이 유발 됨으로써 세포를 apoptosis 기전으로 유도시킨다. 또한, Bax나 Bak 등은 막이 붕괴된 미토콘드리아 내부로 유입되어 cytochrome c를 방출하게 되고, 방출된 cytochrome c는 caspase-9을 활성화시키며, 활성화된 caspase-9은 caspase-3를 활성화 시키고, caspase-3는 PARP를 분절시킴으로써 apoptosis 신호가 전달되게 된다. 따라서 PC-3 세포에서 cordycepin의 apoptosis 유도경로를 확인하기 위해 Bax, Bcl-2, caspase-3 그리고 PARP의 발현양을 western blotting을 통해 확인한 결과, cordycepin의 농도 의존적으로 Bax의 발현 양 증가와 Bcl-2의 감소를 확인 할 수 있었으며, Bax와 Bcl-2의 비율이 \(200 \mu \mathrm{M} \)에서 \( 6.25 \)배까지 증가하는 것을 확인하였다. Total caspase-3의 발현양도 농도 의존적으로 감소하였고, caspase-3의 기질인 PARP의 분절형태가 \( 200 \mu \mathrm{M} \)에서 \( 1.6 \)배 증가하는 것을 확인하였다. 이상의 결과는 cordycepin이 Bcl-2 family 단백질의 변화를 초래하고, caspase-3 의존적 경로를 통해 apoptosis를 유도함을 확인하였다.</p>