Heat Shock and Cell Cycle Dependence of Cell Surface Proteins in Mouse Tumor Cells

溫熱處理와 細胞週期에 따른 생쥐 腫瘍細胞의 膜表面蛋白質의 變化

The primary concern has been focused on the response and adaptation of mouse fibroblast tumor cells to heat-shock in the level of membrane surface proteins, using two labeling techniques, lactoperoxidase-catalyzed iodination and galactose oxidase-sodium borohydride. Cells arrested in $G_1$ phase exhibited the highest level of LETS protein and high molecular proteins than did cells passing through $G_1/S, S, G_2$ and M, and unsynchronized cells. Confluent cells were found to show an increase in 125K proteins and a decrease in 130K and 100K proteins selectively. The adaptation processes of tumor cells after heat-shock were observed. All the proteins above 80K were reduced immediately after heat-shock, whereas 70K protein increased markedly 24 hours after heat-shock. The 70K protein and high molecular proteins returned to normal level in 48 hours. The 70K protein was found to be trypsin-sensitive and was similarly labeled by galactose-oxidase as well as by lactoperoxidase. It was, therefore, concluded that 70K protein is glycoprotein located on the surface membrane and might be the HSP 70. Possible function of heat-shock protein on the surface membrane and the relation of this protein to differential heat-sensitivity of tumor cells are discussed.

溫熱處理에 대해서 細胞가 反應하여 適應하는 過程을 細胞膜水準에서 연구하기 위해서 培養中인 纖維芽細胞性 腫瘍細胞를 이용하여 細胞週期, 細胞密度 및 溫熱處理에 따른 膜表面蛋白質의 變化를 lactoperoxidase를 이용한 iodination과 galactose oxidase를 이용한 tritiation 方法을 서서 分析하였다. 細胞週期와 細胞密度에 따라 膜表面蛋白質은 定量的 變化를 보였는데 $G_1$期에서는 LETS 蛋白質과 高分子蛋白質이 크게 增加하였고 細胞密度의 증가에 따라서는 125K 蛋白質의 增加와 130K 및 100K 蛋白質의 減少가 特異하게 나타났다. 溫熱處理후의 시간경과에 따른 변화를 보면 處理직후 80K 이상의 蛋白質은 모두 사라지고, 24시간 지나면 70K 蛋白質이 현저한 增加를 보였지만 48시간이 경과하면 다시 減少하고 高分子蛋白質들이 原狀으로 回復되었다. 또한, 溫度를 $39^\\circ\\sim45^\\circC$까지 증가시켜 보았을 때 70K 蛋白質이 $41^\\circC$에서 가장 큰 폭으로 增加하는 特異한 현상이 관찰되었다. 아울러 이 70K 단백질은 trypsin을 처리하면 사라졌는데 galactose oxidase로 tritiation하였을때도 iodination하였을 때와 동일한 變化樣相을 보였다. 이러한 결과와 細胞質蛋白質과 比較한 缺課로 미루어 볼 때, 70K 蛋白質은 膜表面蛋白質이며 糖蛋白質이고 또한 HSP 70과 같은 蛋白質인 것으로 推定되었다. 이 蛋白質의 細胞膜에 있어서의 가능한 機能과 腫瘍細胞가 正常細胞에 비해서 溫熱處理에 敏感한 原因등에 관해서 考察하였다.