본 연구에서는 발암성 Ras에 대한 farnesyl transfease 억제제 YH3938과 YH3945의 isoform 특이적인 영향을 조사하였다. 연구 결과, 이들 억제제는 H-Ras에 의한 세포 증식을 억제하였지만, N-ras에 대한 효과는 농도에 따라 변하였으며, K-Ras에는 아무런 영향이 없었다. 각각의 Ras들은 189개의 아미노산으로 구성되며, 앞부분 164개의 아미노산은 동일하지만 165번째부터 C-말단까지는 서로 다른 배열을 가진다. YH3938과 YH3945가 H-Ras에 의한 세포증식과 세포변형, 신호전달을 확실하게 억제하지만 K-Ras에는 영향이 없음을 확인하였다.
<h1>고 찰</h1> <p>본 연구에서는 farnesyl transfease 억제제인 YH3938과 YH3945가 세포내에서 발암성 Ras에 의한 세포 증식억제 효과를 isoform 특이적인 영향을 조사하였다. H-Ras에 의한 세포 증식을 억제하였으나, N-ras에 의한 효과는 농도의존적으로 효과가 나타나는 것을 알 수 있었고, K-Ras에는 아무런 영향이 없었다. 또한 H-, N-Ras로 형질 변환된 세포의 morphology를 정상적으로 환원시켰고, H-, N-Ras에 의한 SRE promoter 활성 유도를 억제하였다. 그러나 예상한 바와 같이 K-Ras 경우 억제효과가 보이지 않았다. 이러한 YH3938과 YH3945 효과는 H, N-Ras의 prenylation의 억제를 통하여 일어나는 것으로 밝혀졌다.</p> <p>ras 유전자는 인간 암의 \( 30 \% \) 이상에서 변이가 발생하며,또한 동물의 실험적인 암 모델에서도 자주 변이가 발견된다. 그리고 Ras isoform별로 발생하는 암 종류나 빈도가 상이한데 이러한 isoform별 발암조직의 차이점에 관해서는 아직 잘 모르고 있지만 이러한 것들은 Ras의 각 isoform별 기능상의 차이와 관련이 있을 것으로 추정된다. FTase 억제제인 YH3938이나 YH3945가 Ras isoform별로 형질전환된 Rat2 세포에서 다른 억제 작용이 나타난 것을 관찰하였다. 따라서 이들 약물들이 Ras isoform별로 발생한 암의 특이적인 치료제로 사용될 수 있다는 것을 시사해 준다.</p> <p>H-Ras, K-Ras, N-Ras는 189개의 아미노산으로 구성되어있고, 처음 164개의 아미노산 종류와 배열순서는 유사하나 165번부터 C-말단까지는 다양한 아미노산 배열을 가진다. 이 165번부터 185번까지를 hypervariable region (혹은 het-erogenous region)이라 부르기 특히 C-말단에는 CAAX motif가 존재한다. Ras isoform별 CAAX motif의 배열은 CVLS (H-Ras), CVIM (K-Ras), CVVM (N-Ras) 등이다. 이 잔기에 번역 후 변형의 첫 번째 단계인 prenylation이 일어나 Ras 단백질의 활성을 결정하게 된다. H-Ras의 경우에는 항상 far-nesylation이 발생하며, K-Ras와 N-Ras는 farnesylation이나 geranylgeranylation이 일어날 수 있다. 특히 FTase 억제제가 존재하는 경우 farneyslation이 억제되고 geranylgeranylation이 일어난다. 즉 K-Ras와 N-Ras는 FTase에 대해 높은 결합력을 지니지만 GGTase에 대해서도 결합력을 지녔기 때문에 FTase 억제제가 존재할 경우 K-Ras나 N-Ras는 geranylger-anylation이 발생하여 발암원성 Ras에 의한 세포 증식이나 세포형태 변형과 같은 암세포 특유의 성질을 나타내는 것으로 보여진다. 흥미롭게도 YH3938은 FTase 뿐만이 아니라 GGTase에 의한 prenylation도 억제하는데(Fig. 4B), N-Ras에 의한 발암원성은 억제하지만, K-Ras에 의한 발암원성은 억제 할 수가 없었다. 이는 K-Ras에 대한 GGTase의 결합력이 N-Ras에 비해 상당히 높아 YH3938에 의해 K-Ras의 pre-nylation을 억제할 수 없는 것으로 주정된다. 이러한 YH3938과 YH3945의 isoform 특이적인 작용은 향후 더욱 많은 연구가 필요한 것으로. 사료된다.</p> <p>FTase 억제제가 in vitro와 in vivo에서 암세포의 성장을 억제하는 것이 보고되어 있다. FTase 억제제에 의해 인간암 세포가 G2-M phase에 축적되는데, 이는 p53의존적인 p21waf / cip1 유도와 관련이 있다. 흥미롭게도 FTase 억제제가 발암원성 K-Ras에 의한 폐암세포의 증식도 억제하였다. 이는 Ras이외에 세포내 다른 단백질의 farnesylation을 억제하여 암세포증식을 억제하는 것으로 밝혔졌다. 이러한 FTase 억제제의 표적이 되는 단백질에는 RhoB, Rheb, HIF-1alpha, CENP-E, CENP-F, insulin-like growth factor (IGF)-binding protein-3, heat shock protein 90, 뇌에 많이 존재하는 Ras 동족체, 그리고 아직 밝혀지지 않은 단백질 등이 있다. 따라서 본 연구에서 사용한 YH3938과 YH3945는 FTase에 특이적인 억제 효과를 보였는데, 이들 단백질에도 farnesylation을 억제하는지 검토하는 것은 흥미로운 실험이 될 것이다.</p> <p>결론적으로, YH3938과 YH3945가 발암원성 H-Ras에 의한 세포증식, 세포변형과 신호전달은 확실하게 억제하나, K-Ras에는 전혀 영향이 없음을 알 수 있었다. N-ras의 경우 YH3938은 효과가 있으나, YH3945는 미약한 영향이 있음을 알 수 있었다. 이러한 효과는 이들 억제제들이 직접적으로 Ras단백질의 prenylation 효소에 작용하여 일어나는 것으로 보여진다. 따라서 본 연구에 사용한 FTase 억제제들이 H-ras와 일부 N-ras에 의한 암에는 효과적인 항암제가 될 수 있을 것으로 사료된다.</p>