The Effect of $I{\kappa}B{\alpha}$-SR Gene Transfer on the Sensitivity of Human Lung Cancer Cell Lines to Cisplatin and Paclitaxel

$I{\kappa}B{\alpha}$-SR 유전자이입이 Cisplatin, Paclitaxel에 대한 폐암세포주의 감수성에 미치는 영향

Background : Some chemotherapeutic drugs induce NF-${\kappa}B$ activation by degrading the $I{\kappa}B{\alpha}$ protein in cancer cells which contributes to anticancer drug resistance. We hypothesized that inhibiting $I{\kappa}B{\alpha}$ degradation would block NF-${\kappa}B$ activation and result in increased tumor cell mortality in response to chemotherapy. Methods : The "superrepressor" form of the NF-${\kappa}B$ inhibitor was transferred by an adenoviral vector (Ad-$I{\kappa}B{\alpha}$-SR) to the human lung cancer cell lines (NCI H157 and NCI H460). With a MIT assay, the level of sensitization to cisplatin and paclitaxel were measured. To confirm the mechanism, an EMSA and Annexin V assay were performed. Results : EMSA showed that $I{\kappa}B{\alpha}$-SR effectively blocked the NF-${\kappa}B$ activation induced by cisplatin. Transduction with Ad-$I{\kappa}B{\alpha}$-SR resulted in an increased sensitivity of the lung cancer cell lines to cisplatin and paclitaxel by a factor of 2~3 in terms of $IC_{50}$. Annexin-V analysis suggests that this increment in chemosensitivity to cisplatin probably occurs through the induction of apoptosis. Conclusion : The blockade of chemotherapeutics induced NF-${\kappa}B$ activation by inducing Ad-$I{\kappa}B{\alpha}$-SR, increased apoptosis and increasing the chemosensitivity of the lung cancer cell lines tested, subsequently. Gene transfer of $I{\kappa}B{\alpha}$-SR appears to be a new therapeutic strategy of chemosensitization in lung cancer.

연구배경 : 종양 세포들이 항암제에 대하여 저항을 나타내는 기전인 'apoptosis에 대한 저항'에 NF-${\kappa}B$의 활성이 중요한 역할을 하리라 생각되고 있다. 즉, NF-${\kappa}B$가 종양세포의 apoptosis를 억제하는 작용을 일으킴으로써 종양 세포의 생존에 유리하게 작용하고 있음이 제시되 고 있다. 방 법 : 본 연구에서는 비소세포폐암에 대한 항암 치료의 내성에 대하여 외부 자극으로 분해되지 않는 $I{\kappa}B{\alpha}$-SR의 삽입으로 NF-${\kappa}B$의 활성을 억제시키고 이로 인해 항암제에 대한 폐암세포주의 감수성이 증가하는지 여부를 밝혀 보고자 하였다. 결 과 : 비소세포폐암 세포주로 NCI H157, NCI H460 세포주를 이용하였고, Ad-$I{\kappa}B{\alpha}$-SR를 transduction 한 후 cisplatin을 처치한 군에서 NF-${\kappa}B$의 핵 내로의 이동이 억제되었으며 대조군과 비교시 $IC_{50}$이 2-3배 정도 유의하게 낮아짐을 관찰하였다. 또한 paclitaxel의 경우에도 Ad-$I{\kappa}B{\alpha}$-SR로 감염된 폐암세포주는 대조군과 비교시 IC50이 2배 정도 유의하게 낮아짐을 관찰하였다. 이러한 항암제에 대한 감수성의 증가의 기전으로 cisplatin의 경우는 $I{\kappa}B{\alpha}$-SR의 이입이 NF-${\kappa}B$의 활성을 억제 함으로 인한 apoptosis의 증대 때문인 것으로보인다. 결 론 : 폐암세포주에서 Ad-$I{\kappa}B{\alpha}$-SR transduction은 Clsplatin, paclitaxel에 대한 폐암세포주의 감수성을 증가시킴으로 앞으로 폐암을 치료하는데 있어 새로운 치료 방법이 될 수 있을 것으로 보인다.