이소람네틴에 의한 HIF-1α 억제 효능 연구

Abstract

Isorhamnetin is a type of flavonoid that is isolated from water dropwort (Oenanthe javanica, Umbelliferae). The beneficial effects including anti-oxidant, anti-inflammatory, and anti-proliferative activity of isorhamnetin have been reported. This study further investigated that antioxidant effect of isorhamnetin could contribute to its anti-cancer efficacy in colon cancer cells. Isorhamnetin inhibited hypoxia or CoCl₂-induced hypoxia inducible factor-1α (HIF-1α) accumulation in HCT116 and HT29 cells. Moreover, it also repressed CoCl₂-induced hypoxia response element (HRE) reporter gene activity. Inhibition of HIF-1α level by isorhamnetin under hypoxia led to decrease of HIF-1α target gene expression such as glucose transporter1 (GLUT1), lactate dehydrogenase A (LDH A), carbonic anhydrase-IX (CA-IX) and pyruvate dehydrogenase kinase1 (PDK1). Isorhamnetin exerted a negative effect on HIF-1α protein stability, but ubiquitination of HIF-1α was not changed by isothanmetin. Isorhamnetin blocked efficiently CoCl₂ or H₂O₂-induced ROS production, and H₂O₂-mediated HIF-1α accumulation. In addition, isorhamnetin or N-acetyl-1-cysteine (NAC) inhibited over-expressed HIF-1α in HEK293 cells, which implied anti-oxidant activity of isorhamnetin contributed HIF-1α regulation. Finally, anti-metastasis efficacy of isorhamnetin was examined by observation of migration and invasion in cancer cells. Treatment of isorhamnetin or NAC inhibited serum-induced cancer cells migration and invasion. Collectively, the present study demonstrates that isorhamnetin negatively regulate ROS-mediated HIF-1α accumulation and these effects lead to inhibition of cancer cell migration and invasion.|이소람네틴은 미나리에서 추출한 플라보노이드 구조를 갖는 성분이다. 기존 연구를 통해 이소람네틴의 항산화, 항염증 및 항암 활성 등의 긍정적인 효능이 보고되었다. 본 연구에서는 대장암 세포에서 이소람네틴의 항산화 효과가 암을 억제하는데 기여할 수 있는지 조사하였다. 이소람네틴은 HCT116과 HT29세포에서 저산소증 또는 CoCl₂로 유도한 hypoxia inducible factor-1α (HIF-1α) 의 축적을 억제하였다. 또한, CoCl₂로 유도한 hypoxia response element (HRE) 리포터 유전자의 활성을 억제하였다. 저산소상태에서 이소람네틴의 HIF-1α 억제는 glucose transporter1 (GLUT1), lactate dehydrogenase A (LDH A), carbonic anhydrase-IX (CA-IX) 및 pyruvate dehydrogenase kinase1 (PDK1) 와 같은 HIF-1α 타겟 유전자 억제로 이어졌다. 이소람네틴은 HIF-1α 단백질 안정성을 감소시키는 것으로 관찰되었으나, HIF-1α 유비퀴틴화는 변화시키지 않았다. 이에 다음으로 HIF-1α의 억제에 이소람네틴의 항산화 효과가 연관성이 있는지 평가하였다. 이소람네틴은 CoCl₂ 또는 H₂O₂로 생성된 활성산소를 효과적으로 억제하였으며, H₂O₂를 통해 축적된 HIF-1α를 감소시켰다. 또한, 이소람네틴과 N-acetyl-l-cysteine (NAC)은 HEK293 세포에서 과발현된 HIF-1α를 억제하였다. 이는 이소람네틴의 항산화 활성을 통해 HIF-1α의 조절이 가능함을 보여준다. 마지막으로 암세포의 이동 및 침윤성에 대해 관찰하여 이소람네틴의 항암효과를 평가하였다. 이소람네틴과 NAC을 처리했을 때, 혈청 자극으로 유도된 암세포의 이동 및 침윤성은 억제되었다. 종합하면, 본 연구는 이소람네틴이 활성산소를 억제하여 축적된 HIF-1α을 감소시키며, 그 효과로 암세포의 이동 및 침윤성을 억제할 수 있음을 규명하였다.