삼중음성유방암 세포에서 TTP를 유도하는 천연 화합물 선별

Abstract

mRNA를 분해하는 단백질인 tristetraprolin(TTP)은 oncogene의 발현을 억제함으로 써 종양 억제제 역할을 수행하는데, 이를 유도하여 암 세포 성장을 억제할 수 있는 가능성을 연구하였다. 많은 암세포에서 TTP 발현이 억제되어 있고, TTP 발현을 유 도하는 경우 oncogene 발현 억제를 통해 암 세포의 성장을 억제할 수 있다. 유방 암 세포에 TTP promoter를 갖는 luciferase reporter를 형질전환하여 1019개의 천연 화합물을 screening하여 TTP 발현을 유도하는 물질을 찾았다. Betamethasone-21-p hosphate(Betamethasone-21-P)이 가장 효과적인 것으로 확인되었으며, 이와 유사한 구조를 가진 Dexamethasone도 유사한 정도로 TTP 발현을 유도하였다. 따라서 이후 실험에서는 Dexamethasone을 사용하였다. Dexamethasone에 의한 TTP 발현 유도 pathway를 분석하기 위해 MDA-MB-231 세포에 Dexamethasone 처리 후 3시간 동 안 세포의 RNA를 추출하여 RNA-sequencing을 진행하였다. Dexamethasone 처리로 인해 증가한 유전자들의 KEGG pathway 분석 결과, FOXO pathway와 Hippo pathw ay 관련 유전자들의 발현이 증가함을 확인하였다. FOXO inhibitor와 Hippo signal i nhibitor 처리 후 쎄 발현 변화를 분석한 결과, FOXO inhibitor는 Dexamethasone에 의한 TTP 발현 유도를 억제하였다. 그러나 Hippo signal 중 MST1/2를 억제하는 X MU-MP-1을 처리한 결과, 높은 농도에서 TTP 발현이 유도되는 것을 확인하였다. M ST1/2의 siRNA 처리와 MST1/2의 down-stream 유전자인 LATS1/2 및 YAP의 억제 는 TTP 발현에 변화를 주지 않았다. 이 결과에서 XMU-MP-1이 Hippo pathway의 MST1/2를 억제하여 TTP를 유도하는 것보다는 다른 pathway를 통해 TTP 발현을 조 절하는 가능성을 제시하였다. 이전 연구에서 FOXO1과 TTP의 상호작용에 대해 연구 하였고, 이를 바탕으로 XMU-MP-1과 FOXO inhibitor인 AS1842856을 함께 처리했 을 때 TTP 발현이 현저히 증가하는 것을 확인하였다. 이 연구 결과에서는 XMU-MP -1이 MDA-MB-231 세포에서 Hippo pathway가 아닌 다른 pathway를 통해 TTP 발 현을 유도하며, 특히 FOXO1과의 시너지 효과로 증가하는 것이 관찰되었다. 이러한 결과는 두 가지 약물이 자극하는 특정 pathway가 TTP를 증가시켜 TNBC 세포에서 의 성장을 억제하고 약물 치료 가능성을 제시하고 있다.|Tristetraprolin(TTP), a protein responsible for mRNA degradation, functions as a tumor suppressor by inhibiting the expression of oncogenes. TTP expression is suppressed in many cancer cells, and when TTP expression is induced, the growth of cancer cells can be suppressed through suppression of oncogene expression. Breast cancer cells were transformed with a luciferase reporter with a TTP promoter, and 1,019 natural compounds were screened to find substances that induce TTP expression. Betamethasone-21-phosphate(Betamethasone-21-P) was confirmed to be the most effective, and Dexamethasone, which has a similar structure, also induced TTP expression to a similar extent. Subsequent experiments focused on Dexamethasone due to its effectiveness. To analyze the pathway inducing TTP expression by dexamethasone, RNA was extracted from MDA-MB-231 cells for 3 hours after treatment with dexamethasone and RNA-sequencing was performed. As a result of KEGG pathway analysis of genes increased due to dexamethasone treatment, it was confirmed that the expression of genes related to the FOXO pathway and Hippo pathway increased. Further analysis involving FOXO and Hippo pathway inhibitors demonstrated that a FOXO inhibitor inhibited Dexamethasone-induced TTP expression, while the Hippo pathway inhibitor XMU-MP-1, specifically targeting MST1/2, led to an increase in TTP expression at higher concentrations. However, when treated with XMU-MP-1, which inhibits MST1/2 among Hippo signals, it was confirmed that TTP expression was induced at high concentrations. Silencing MST1/2 and downstream genes(LATS1/2 and YAP) did not significantly impact TTP expression. These results suggested the possibility that XMU-MP-1 regulates TTP expression through a different pathway rather than inducing TTP by suppressing MST1/2 of the Hippo pathway. In a previous study, the interaction between FOXO1 and TTP was studied, and based on this, it was confirmed that TTP expression was significantly increased when XMU-MP-1 and the FOXO inhibitor AS1842856 were treated together. The results of this study showed that XMU-MP-1 induces TTP expression through a pathway other than the Hippo pathway in MDA-MB-231 cells, and was especially observed to increase through a synergistic effect with FOXO1. These results show that the specific pathway stimulated by the two drugs increases TTP, inhibiting the growth of TNBC cells, and suggesting the possibility of drug treatment.