에스트로겐 호르몬이 유방암의 발생과 진전에 관여한다는 것을 뒷받침하는 여러 연구가 있었지만 암화에 관여하고 있는 에스트로겐의 분자 생물학적 작용기전에 대해서는 아직 불명확하므로, 유방암세포의 성장과 증식에 관여하는 신호전달경로 중 에스트로겐의 작용을 조절하는 핵 수용체를 밝혀내고 estrogen receptor 사이에 어떠한 상호교류가 일어나는지 규명하기 위해서 ER이 발현되는 세포와 발현이 일어나지 않는 세포를 배양하여 에스트로겐에 의해 진사가 촉진되는 보고유전자의 발현이 CAR, SXR, PPAR \( \gamma \) 에 어떻게 영향을 받는지 조사하고 간암 세포와 비교 분석하였다.
<h1>서 론</h1> <p>에스트로겐 호르몬은 여성의 번식기관의 발달과 그들의 생리적 기능을 유지하는데 중요한 역할을 할 뿐 아니라 과다한 분비나 표적세포의 과민반응 혹은 신호전달체계의 이상으로 유방암과 같은 통제되지 않는 세포분열을 일으키는 이상을 초래하기도 한다. 유방암은 여성에게 발생하는 암 중 높은 사망률을 보이고 있으며, 아직까지 그의 원인과 치료요법이 뚜렷하게 알려져 있지 않다. 따라서 병의 초기진단과 치료제 개발을 위한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 절반이상의 유방암세포들은 에스트로겐 수용체를 발현하고, 종양의 진행에 에스트로겐이 관여를 하고있기 때문에 에스트로겐 수용체가 암 치료의 중요한 표적단백질분자로 연구되어지고 있다, 에스트로겐의 생리적 작용은 핵에 존재하는 호르몬 수용체에 의해 매개되는데 이는 여러 가지 다른 핵 수용체들과의 상호작용을 통해 표적유전자의 발현을 조절하게 된다. Ligand와 결합한 에스트로겐 수용체는 표적 DNA의 Estrogen Res-ponsive Element (ERE)에 직접 결합하거나 ERE에 걸합하고 있는 다른 전사조절인자들과 결합하여 간접적으로 DNA에 영향을 주게 된다. 에스트로겐 수용체는 Ligand화 결합함으로써 구조의 변화를 초래하게 되고 이는 다시 각 표적세포 내 다른 생리적 요구에 따라서 특이적인 전사촉진인자 혹은 억제인자들읕 불러와 표적유전자의 전사를 조절 통제하게 된다.</p> <p>지금까지 발표된 보고에 따르면, 여러 가지 다양한 핵 수용체뿐만 아니라 전사조절인자들이 에스트로겐 수용체에 의해 매개되는 전사활성을 조절하는 것으로 알려져 있다. 최근에, 에스트로겐에 의해 매개되는 신호전달기전을 조절할 가능성이 있는 세 가지 종류의 Xen-obiotic 수용체인 Constitutive Androstane Receptor (CAR), Steroid and Xenobiotic Receptor (SXR), 그리고 Per-oxisome Proliferator Activated Receptor-y (PPAR \( \gamma \) )등이 밝혀져 주목을 끈다. 이러한 xenobiotic 수용제둘은 스테로이드 호르몬과 같은 생체내부 할성 화합물질뿐만 아니라 약물이나 환경공해물질과 갈은 외부화합물질들과 작용하는 세포들의 생리적 반응을 매개함으로써 스테로이드 호르몬의 항상성과 신제 내 약물의 대사에 중요한 역할을 한다.</p> <p>최근의 연구보고에 의하면, CAR (Constitutively acti-vated Androstane Receptor)가 Cytochrome P450 2B 유전자와 같은 steroid hydroxylase의 전사조절을 통하여 스테로이드의 항상성 유지에 영향을 미치는 것으로 알려졌다. 종래의 다른 핵 수용체와는 달리 \( \mathrm{CAR} \) 는 리간드에 의존되지 않는 constitutive한 전사촉진 환성을 가지고 있으며, Testosterone의 대사물질인 androstenol과 androstanol에 의해 활성이 억제된다. 이러한 androstane들은 CAR로부터 GRIP (Glucocorticoid Receptor Interacting Protein) 혹은 SRC-1 (Steroid Receptor Coactivator-1)과 같은 전사할성조절인자들을 방출하여 \( \mathrm{CAR} \) 의 전사활성을 억제하는 것으로 보고되어 있다. 이와는 달리 \( \mathrm{CAR} \) 의 agonist인 TCPOBOP 혹은 Phenobarbital 혹은 높은 농도의 에스트로겐을 처리했을 때, 세포질에 위치해 있던 CAR 단백질은 핵으로 이동되어 RXR (Retinoid X Receptor)과 복합체를 형성하고 전사촉진 인자들 (SRC-1 혹은 GRIP)과 결합작용이 촉진되어 포적유전자의 인식염기서열에 결합함으로써 전사촉진을 일으킨다. CAR의 생리적 전사조절작용은 Cytochrome P450유전자에 국한되지 않고 퍼록시좀의 산화에 관여하는 유전자의 PPRE (Peroxisome Proliferlator Re-sponse Element)나 Retinoic Acid Response Element에 의해 조절되는 유전자 등과 같이 다양하고 복잡한 기능의 유전자들에 관여함으로써, CAR에 의해 매개되는 신호전달기전은 단순하지 않고 다른 전달체계와 복잡하게 상호결되어 있을 것으로 추정된다. 특히 최근의 연구결과, 인체간암세포에서 유래된 HepG2 세포배양에서 \( \mathrm{CAR} \) 는 전사촉진인자인 p160 member와 상호작용을 봉해서 에스트로겐 수용체에 의해 매개되는 전사환동을 억제함을 밝혀낸 바 있다. 또한, 억제 조절인자 (Corepressors)중의 하나인 Short Heterodimer Partner (SHP) 단백질이 CAR와 결합한다는 보고는 \( \mathrm{SHP} \) 이 estrogen receptor (ER)와 결합하여 estrogen에 의한 \( \mathrm{ER} \) 의 활성을 억제한다는 결과와 함께 흥미로운 주목을 끈다. 이러한 결과는 CAR가 ER과 경쟁적으로 \( \mathrm{SHP} \) 에 결합하여 \( \mathrm{ER} \) 의 신호전달기전을 조절할 수 있다는 가능성을 시사하기 때문이다. 하지만 이러한 CAR의 에스트로겐 수용체에 대한 전사조절 혈고가 유방압 조직세포에서도 일어나는지는 아직 알려져 있지 않다. 분화된 각각의 조직세포는 동일한 화학직 자극에도 다양하게 반응하는 데, 이는 수용체의 특이성, 표적세포 고유의 신호전달조절기전 및 전사조절인자의 발현여부 등에 기인하기 때문이다. PPAR (Peroxisome Proliferator Activated Re-ceptor) family는 서로 밀접하게 관련된 \( \alpha, \beta, \gamma \) 세 종류의 유전자산물을 포함하며 peroxisome의 증식과 지방의 항상 성유지에 관여한다. PPAR \( \alpha \) 는 강한 친화력으로 ERE에 결합하여 에스트로겐의 표적유전자 발현을 억제하고, \( \operatorname{PPAR} \gamma \) 는 유방암과 지방암 조직세포에서 PPAR \( \gamma \) 의 ago-nist인 thiozolidinedione (TZD) 혹은 생리적 리간드인 Prostaglandin에 의해 세포의 증식을 억제하고 분화를 촉진한다. 또한, PPAR ligand와 9-cis-retinoic acid 또는 all trans retinoic acid와 간은 retinoids를 동시에 처리할 경우 헙동작용에 의해 유방암 세포의 증식을 억제할 뿐 아니라 세포의 사멸을 촉진한다고 보고된 바 있다. SXR (Steroid X Receptor)은 다양한 스테로이드 호르몬의 산화적 대사촉매에 관여함으로써 스테로이드 호르몬의 항상성 유지에 중요한 역할을 하는데, 이는 estrogen receptor의 agonist (estrogen)뿐만 아니라 antagonist (tamoxifen) 혹은 식용 estrogen (phytoestrogen)에도 활성반응을 나타내기 때문에 에스트로겐 수용체와 함께 유방암 세포증식의 조절에 관여할 것으로 추정된다. 하지만 에스트로겐에 의해 매개되는 유전자의 발현조절에 있어서, PPAR \( y \) 혹은 SXR과 estrogen receptor사이의 cross-talk이 유방암 세포에서 알어나는 지는 아직 보고된 바 없다.</p> <p>지금까지 많은 연구에 의해서 estrogen 호르몬이 유방암의 발생과 진전에 관여한다는 사실을 뒷반침 할 수 있는 여러 가지 증거가 제시되어 왔지만, 암화에 관여하괴 있는 estrogen의 분자생물학적 작용기전에 대해서는 아직 명확히 알려져 있지 않다. 많은 연구결과보고에 의하면, 유방암 세포의 발암현상은 다양한 핵 수용체들과 이들 각각의 신호전달경로들 사이의 기능적 상호교류 (Functional Cross-talk)에 의해 조절되는 것으로 추측되고 있다. 그러므로, 유방암세포의 성장과 증식에 관여하는 신호전달경로 중에서 estrogen의 작용을 조절할 수 있는 핵 수용체를 밝혀내고, 이러한 수용체와 estrogen receptor사이에 어떠한 기능적 상호교류가 일어나는지를 규명하는 것은 암화와 관련된 estrogen의 분자생불학적 작용기전을 이해하는데 중요한 진전을 가져올 수 있을 것이다. 따라서 본 연구의 목적은 유방암세포 내에서 estrogen의 작욤이 xeno-biotic nuclear receptor에 의해 조절되는지를 규명하기 위하여, 두 종류의 유방암세포인 estrogen receptor가 발현되는 \( \mathrm{MCF}-7 \) 세포와 \( \mathrm{ER} \) 의 발현이 일어나지 않는 \( \mathrm{MDA}-\mathrm{MB}- \) 231세포를 배양하여, 에스트로겐에 의해 진사가 촉진되는 보고유전자의 발현이 \( \mathrm{CAR}, \mathrm{SXR} \), 그리고 PPAR \( \gamma \) 에 의해서 어떻게 영향을 받는지를 조사하고 그 결과를 간암 세포에서의 응음과 비교 분석하였다.</p>