폐암 세포에서 Gemcitabine에 의한 세포 사멸과 p53의 역할

Gemcitabine-induced Cell Death in Lung Cancer Cells : the Role of p53

연구배경: Gemcitabine은 폐암에서 임상적 유용성이 큰 새로운 항암제이다. 저자들은 폐암세포에서 Gemcita bine에 의한 세포 사멸과 p53의 역할을 규명하고자 하였다. 방 법 : 폐암 세포주로 A549와 H358 세포주를 이용하였고 세포 독성 검사는 MTT assay를 이용하였으며 Gemcitabine 농도는 10nM, 100nM, 1uM, 10uM, 100uM을 사용하였다. 세포 주기 검사는 FACScan을 이용하여 분석하였고 p53 활성화 여부는 western blot을 사용하였다. p53 단백질 분해를 촉진시키는 안정적 세포주 A549-E6과 H358-E6을 제조하고 대조 세포주 A549-neo와 H358-neo 세포주와 비교하여 p53의 기능적 knock-out 실험을 시행하였다. p53의 기능적 knock-out은 p53 유도 약제인 doxorubicine 1 M을 사용하여 western blot으로 확인하였다. 결 과 : A549와 H358 세포주에서 Gemcitabine은 농도에 비례한 세포 독성을 보였고 S phase arrest와 p53의 활성화를 유도하였다. 안정적 세포주 A549-E6과 H358-E6은 MTT assay에서 대조 세포주 A549-noo와 H358-noo에 비해 각각 20-30%, 30-40%의 세포 독성 차단효과를 보였다. 결 론 : Gemcitabine은 S phase arrest를 유발시키고 p53 단백질의 활성화를 유도하며 p53의 기능소실이 Gemcitabine에 대한 저항인자로 작용하고 있음을 확인할 수 있었다. 향후 Gemcitabine에 의해 p53의 활성화가 발생하는 신호경로와 p53 활성화에 의한 아포프토시스의 신호경로에 대한 연구가 필요할 것으로 사료된다.

Background : Gemcitabine is a new anti-cancer agent for treating non-small cell lung cancer. Functioning as an antimetabolite, it induces anti-cancer effects by suppressing DNA synthesis after being incorporated into the DNA as a cytosine arabinoside analogue. When Gemcitabine is incorporated into the DNA, the p53 gene may be activated by induction of the DNA defect. However, there are a few studies on the molecular mechanisms of Gemcitabine-induced cell death. This study examined the role of p53 in Gemcitabine-induced cell death. Methods : A549 and NCl-H358 lung cancer cells were used in this study. The cell viability test was done using a MTT assay at Gemcitabine concentrations of 10nM, 100nM, 1uM, 10uM and 100uM. A FACScan analysis with propium iodide staining was used for the cell cycle analysis. Western blot analysis was done to investigate the extent of p53 activation. For the functional knock-out of p53, stable A549-E6 cells and H358-E6 cells were transfected pLXSN-16E6SD which is over expresses the human papilloma virus E6 protein that constantly degrades p53 protein. The functional knock out of p53 was confirmed by Western blot analysis after treatment with a DNA damaging agent, doxorubicine. Results : Gemcitabine exhibited cell toxicity in dose-dependent fashion. The cell cycle analysis resulted in an S phase arrest. Western blot analysis significant p53 activation in time-dependent manner. Gemcitabine-induced cytotoxicity was reduced by 20-30% in the A549-E6 cells and the 30-40% in H358-E6 cells when compared with the A549-neo and H358-neo control cells. Conclusion : Gemcitabine induces an S phase arrest, as expected for the anti-metabolite, and activates the p53 gene, Furthermore, p53 might play an important role in Gemcitabine-induced cell death. Further investigation into the molecular mechanisms on how Gemcitabine activates the p53 gene and its signaling pathway are recommended.