Mild heat shock switches glucose depletion-induced necrosis to apoptosis in A549 lung cancer cells

Abstract

세포사멸의 주요한 유형 중 자멸사(apoptosis)는 세포막의 파괴 없이 세포가 응축되어 염증반응을 수반하지 않고 주위세포와 조직에 미치는 영향을 최소화하는 세포사멸의 형태이다. 이와는 달리 괴사(necrosis)는 세포막이 파괴되어 세포내부의 구성 물질들을 세포 외 공간으로 방출함으로써 주변 조직에 염증반응을 수반하는 다른 유형의 세포사멸인데, 이러한 염증 반응은 결국 암의 성장을 촉진하고 성상을 더욱 악성으로 심화시키는 것으로 보고되고 있다. 따라서, 각종 항암치료의 결과 초래되는 세포사멸의 유형이 치료효과에 큰 영향을 미칠 것으로 판단된다. 암을 치료하기 위한 여러 가지 시도 중에 온열 요법이 방사선치료나 항암제치료와 병행될 때 긍정적인 효과를 나타낸다는 보고들이 있으나, 온열 효과의 메커니즘은 잘 알려져 있지 않다. 본 연구자는 암세포가 암 조직 내에서 직면하기 쉬운 미세 환경인 포도당(glucose) 결핍상태에서 폐암세포주인 A549가 괴사로 사멸할 때 고온 환경이 유발하는 효과를 조사하였다. 저온열충격(mild heat shock)은 caspase-9, -3와 PARP 분열을 유도하였고, HMGB1의 방출을 억제하였으나, 고온열충격(harsh heat shock)은 이런 현상이 나타나지 않았다. 고온열충격은 포도당결핍에 의한 암세포의 괴사를 촉진하는 반면, 저온열충격은 CuZnSOD의 저하를 억제하고, 활성산소 발생을 억제함으로써 괴사를 자멸사로 전환시켰다. 따라서, heat stress는 그 크기에 따라 포도당 결핍 시 나타나는 암세포의 괴사를 촉진하거나 억제하는 상반된 효과를 나타낼 수 있으므로 이를 이용한 암치료 시도시 저온열충격이 효과적일 것으로 사료된다.