방광암 세포주에서 lactobacillus 균주 항암효과 규명 및 유효성 평가

Abstract

연구 목적: 고위험 비 근육 침습성 방광암 (non-muscle invasive bladder cancer, NMIBC)의 표준 치료법은 방광 종양의 경요도 절제술 및 Bacillus Calmette–Guerin (BCG) 방광 내 주입요법이다. 하지만 전세계적으로 BCG가 부족한 문제가 있어 대체 요법에 대한 관심이 증가하고 있었고 그 중 방광암에 대한 여러 연구에서 프로 바이오틱 박테리아 인 Lactobacillus의 항암 효과가 확인할 수 있었다. 따라서 본 연구에서 Lactobacillus rhamnosus (L. rhamnosus)와 Lactobacillus casei (L. casei)가 방광 종양 세포에 미치는 항암 효과를 알아보고자 했다.

방법: 항암 효과를 평가하기 위해 발광 분석에 의해 세포 생존력을 분석했다. 각 방광암 세포주 (MB49, T24, J82와 5637)를 96개 플레이트 (2-3 x 103 개 세포)에 파종하고 5 % CO2에서 37 ℃에서 배양했다. 18 ~ 24 시간 배양 후 사균인 L. rhamnosus (MG4501, MG4502, MG4505, MG4511와 MG5200) 및 L. casei (MG4584 와 MG5275)의 농도 (2 × 107, 1 × 108와5 × 108 cfu)를 첨가했으며, 플레이트를 72 시간 동안 배양했다. 그리고 마우스 정위성 방광암 모델에서 L. casei의 암 억제 효과를 확인하였으며, 암세포 사멸 기전에 작용하는 단백질을 확인하기 위해서 단백질 면역 블롯 (Western blot)을 시행했다.

결과: 5 × 108 cfu의 농도에서, T24 세포에 MG5275를 투여하는 것을 제외하고 모든 실험 조건에서 50 % 이상의 세포 독성 효과가 나타났다. 1 × 108 cfu의 농도에서 50 % 이상의 세포 독성 효과는 MB 49 세포에 MG4501 및 MG4505의 투여, J82 세포에 MG5200의 투여 및 MB 49 세포에 MG5275를 투여할 때 나타났다. 마우스 정위성 방광암 모델에서는 BCG와 비교해서 5 × 108 cfu 농도의 L. casei (MG4584)에서 암 억제 효과가 통계적으로 우위에 있음을 확인했다. 단백질 면역 블롯에서는 L. casei (MG4505) 5 × 108 cfu 농도에서 PARP-1과 caspase-3의 활성화를 통해 세포사멸이 유도됨을 확인할 수 있었다.

결론: L. rhamnosus (MG4501, MG4502, MG4505, MG4511 와 MG5200) 및 L. casei (MG4584 와 MG5275)는 다양한 방광암 세포주 (J82, 5637, T24 와MB49)에 대한 항 종양 특성을 가지고 있으며, 마우스 정위성 방광암 모델과 단백질 면역 블롯에서 이를 확인할 수 있었다. 이러한 결과를 바탕으로 향 후 임상으로 확대해서 방광 내 약물주입과 병행 또는 대체하는 약물로 기대해 볼 수 있겠다.