간암세포에서 필버톤의 항암 활성 효과에 대한 연구

Abstract

간암은 전 세계에서 6번째로 가장 많이 진단되는 암으로 주요 암 사망 원인 3위를 차지 하며 예후가 매우 좋지 못한 암이다. 이 통계가 지속된다면 2040년까지 간암 유병률은 55 % 이상 증가할 것으로 예상된다. 간암의 가장 큰 문제는 대부분의 간암 환자에서 이 미 병기가 진행되어 발견되는 경우가 많아 효과적인 치료가 어려우며, 전체 암 중 5년 생존율이 가장 낮다는 점이다. 초기에 발견하여 수술적 요법으로 국소 치료를 하거나 간 이식을 통한 종양의 완전한 제거는 근치적 치료가 가능하기에 가장 이상적인 치료이지만, 간외 전이나 간문맥 침범을 동반한 진행성 간암 환자에게는 수술적 요법이 불가능하므로 전신 항암치료제를 적용해야 한다. FDA에서 1차 치료제로 승인된 전신 항암치료제인 소라페닙과 렌바티닙은 receptor tyrosine kinase (RTK) 를 억제하는 tyrosine kinase inhibitor (TKI) 이다. 이들은 수명 연장 효과를 나타내지만, 2~3개월에 불과하고 부작용이 따르며 내성이 잘 나타나므로 객관적인 반응을 보이는 환자는 10~30% 에 불과하다. 또한 간암 환자의 70 % 이상은 간경변증이 동반되어 간 기능이 많이 저하된 상태이므로 적절한 용량의 항암제를 투여할 수 없는 경우가 많다. 따라서 효과적인 치료 결과를 기대하기 어려울뿐더러 항암제로 인한 간 기능의 악화가 초래될 수 있다. 따라서 이러한 한계점을 극복하기 위한 많은 연구가 계속해서 진행되고 있다. 식물유래 화학물질은 인체에 안전하고 반응 이 안정적이며 유익한 생리 활성을 나타내는 물질로 밝혀져 있다. 그중 헤이즐넛의 향기 성분인 필버톤은 in vitro 및 in vivo에서 항산화, 비만 및 비만증 개선 등 긍정적인 효과를 나타내는 연구 결과들이 보고되어 있다. 그러나 필버톤의 항암 활성은 확인되지 않았기 에 항암 보조제 또는 치료제로서의 가능성을 확인할 필요성이 있다. 본 연구에서는 인간 간암 세포인 HepG2와 Huh7에 각각 필버톤을 처리하여 MTT assay를 수행하였다. 그 결과 농도 의존적으로 생존율이 감소하는 것을 확인하였다. 또한 같은 조건에서 정상 간세포 AML12에 필버톤을 처리하였을 때 독성이 나타나지 않았다. 이를 통해 필버톤은 간암 세 포에 선택적인 독성을 나타내는 것으로 확인되었다. 따라서 세포 수준에서 필버톤의 항 암 활성에 대한 분자적 메커니즘을 확인하고자 western blot을 수행하였다. 소라페닙의 표 적으로 알려진 MAPKs 신호전달경로와 down stream에 해당하며, 세포증식을 표적으로 하 는 STAT3, SOCS3의 발현을 확인하였다. 그 결과, 필버톤은 MAPKs 신호전달경로와 상관 없이 STAT3와 SOCS3의 활성을 억제하는 것으로 확인되었다. 따라서 STAT3와 SOCS3의 활성 억제를 통해 필버톤의 항암 활성에 대한 새로운 분자적 메커니즘을 발견하기 위해 필버톤을 처리한 간세포를 사용하여 RNA-sequencing을 진행하였다. RNA-seq 데이터를 통 해 Gene set enrichment analysis (GSEA) 분석을 수행한 결과, 세포증식과 관련된 신호전달이 하향 조절됨을 확인하였다. 또한 RNA-seq 데이터에서 |fold change|>1.6 기준으로 분석하였 을 때 다른 장기에 비해 간에서 특이적으로 발현되며 레티노산 대사에 관여하는 효소인 CYP26A1과 세포 증식과 관련된 WEE1이 상위 20위에 해당하였다. 따라서 필버톤을 처리 한 HepG2를 사용하여 qRT-PCR을 수행하였으며, 이를 통해 CYP26A1, CYP26B1 그리고 WEE1의 발현이 유의적으로 감소한 것을 확인하였다. 더불어 세포 수준에서 필버톤의 세 포 증식 억제능을 확인하고자 HepG2 세포에 시간 조건을 추가하여 필버톤을 처리한 후 MTT assay를 수행하였다. 그 결과, 농도가 증가하고 처리 시간이 길수록 세포 증식률이 감소함을 확인하였다. 종합하면, 본 연구에서는 세포 증식 억제를 통한 필버톤의 항암 활 성을 확인하였으며, 간세포암을 해결할 수 있는 보조제 또는 치료제로써 사용될 수 있다고 사료된다. 앞으로 STAT3의 활성을 감소시키는 기전을 밝힐 추가적인 연구가 이뤄져야 한다. Keyword: Anti-cancer effects, Cytochrome P-450, Filbertone, Hazelnut, Hepatocellular carcinoma (HCC), Non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD), Phytochemical, Signal transducer