Characterization of SN38-resistant T47D breast cancer cell sublines overexpressing BCRP, MRP1, MRP2, MRP3, and MRP4

Abstract

배경 유방암은 여성에서 흔한 악성 암으로 매년 발생율이 증가하고 있다. 대부분의 유방암은 항암치료를 필요로 하며, 다른 고형암에 비해서 비교적 반응이 좋다. 그러나 항암제에 대한 다약제내성(multidrug resistance, MDR)으로 인해 치료 실패가 발생하게 된다. 이를 극복하기 위해서 항암제 내성 유전자와 이러한 내성 유전자를 발현하는 내성 세포주를 개발하기 위한 연구가 진행되고 있다. 그러나 유방암내성단백질(breast cancer resistance protein, BCRP)을 발현하는 세포주는 많지 않다. Camptothecin 유도 topoisomerase I 억제제에 내성을 보이는 암세포주에서 BCRP의 과발현함이 보고되었고 이는 irinotecan과 SN38 7-ethyl-10-hydroxycamptothecin)에 교차내성(cross-resistance)을 보였다. 이에 본 연구에서는 Irinotecan의 활성 대사물질인 SN38을 이용하여 BCRP를 발현하는 새로운 유방암 내성 세포주를 확립하고, 내성기전을 규명하고자 하였다.

방법 T47D 유방암 야생형 세포(wild type T47D, T47D/WT)에 SN38의 농도를 단계적으로 증가시켜 SN38 내성 T47D 유방암 아세포주를 확립하였다. 약제 감수성은 methyl thiazolyl tetrazolium (MTT) 방법으로 측정하였고, 세포형태 변화는 현미경을 통해 관찰하였다. 내성 아세포주에서 항암제 내성진단유전자 검출키트 (DrugsporterⓇ), 실시간 역전사-중합효소 연쇄반응(real time RT-PCR)과 Western blot 분석으로 다약제내성 유전자 발현을 분석하였다. 내성 세포내의 약물 농도는 유세포 분석법 (flow cytometry)을 이용하여 측정하였다.

결과 유방암 세포주 T47D를 SN38 120 nM과 150 nM에 장기간 노출시켜 SN38 내성 T47D 유방암 아세포주인 T47D/SN120과 T47D/SN150를 얻었다. T47D/SN120과 T47D/SN150 세포는 T47D/WT 세포에 비해서 SN38에 각각 14.5배 및 59.1배의 내성을 보였고, 두 세포주는 mitoxantrone(각각 3.4배 및 26.4배)과 topotecan(각각 4.9배 및 12.0배)에 교차내성을 보였다. 이러한 내성 세포는 BCRP와 다약제내성단백질 1, 2, 3 및 4 (MRP1, MRP2, MRP3, MRP4)를 과발현 하였다. 또한, DNA methyltransferase 억제제인 5-azadeoxycystidine과 histone deacetylase 억제제인 trichostatin A를 T47D/WT 세포에 투여하였을 때 MRP1, MRP2, MRP3, MRP4 및 BCRP mRNA 발현이 증가하였다. 두 내성 세포주의 세포내 약물 농도는 야생형 세포에 비해서 낮았으나, MRP 억제제인 probenecid와 BCRP억제제인 genistein 투여는 두 수송체의 형광기질약물의 세포내 농도를 증가시켰을 뿐 아니라 항암제의 감수성도 증가시켰다.

결론 T47D/SN120과 T47D/SN150 세포는 DNA methylation과 histone deacetylation에 의해 발생하는 후생학적 침묵(epigenetic silencing)이 억제됨으로써 BCRP와 MRP1, MRP2, MRP3, MRP4를 과발현하여 MDR 표현형을 보였으며 이는 이미 알려진 화학감작제(chemosensitizers) 투여로 역전 되었다. 이와 같이 다양한 내성 단백질을 발현하는 SN38 내성 T47D 유방암 아세포주는 다약제 내성기전의 규명과 함께 새로운 화학감작제 개발을 위해 유용하게 사용될 것으로 사료된다.

Key words: 유방암; SN38; 다약제내성단백질 (multidrug resistance protein, MRP); 유방암내성단백질 (breast cancer resistance protein, BCRP); 화학감작제 (chemosensitizer)