5-Fluorouracil 내성 대장암 세포에서 cyclooxygenase 2에 의해 유도된 prostaglandin E₂의 upregulation

Abstract

서론: 5- Fluorouracil (5-FU)은 결장직장암의 항암제로 가장 많이 사용되고 있으나, 그 효과는 내인성 또는 획득 내성 때문에 여전히 만족스럽지 못하다. 암세포에서 cyclooxygenase (COX)-2의 발현은 세포고사에 저항을 보이는 것으로 알려져 있다. 이런 세포고사에 대한 저항은 내성세포에서 흔히 보이는 현상이다. 또한, COX-2외에 microsomal prostaglandin (PG) E2 synthase 1 (mPGES1)이 COX-2와 연관되어 PGE2합성에 중요하며, PGE2를 주로 분해하는 효소로 알려진 15-PG dehydrogenase (15-PGDH)이 결장직장암의 병인에 중요한 역할을 하는 것으로 알려지고 있다. 따라서 본 연구는 대장암세포에서 COX-2와 PGE2가 5-FU에 대한 획득 내성에 중요한 역할을 하는지 알아보고자 하였다. 방법: 대장암세포주인 SNU-C5/WT에 5-FU의 농도를 14 μM에서부터 140 μM까지 점차 증량하면서 세포 배양하여 5-FU에 내성을 보이는 대장암세포(SNU-C5/5FUR)을 배양하였다. 여러 약물에 대한 세포독성 실험을 MTT assay을 이용하여 시행하였다. SNU-C5/WT과 SNU-C5/5FUR 사이의 유전자의 발현 차이를 cDNA mircoarray assay를 이용하여 비교하였다. COX-2, mPGES1, 15-PGDH, vascular endothelial growth factor (VEGF)의 발현은 real-time RT-PCR, RT-PCR, Western blot assays 등을 사용하였다. PGE2의 농도는 enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) 방법을 이용하여 측정하였다. 결과: SNU-C5/5FUR 세포주는 모세포주인 SNU-C5 (SNU-C5/WT)보다 5-FU에 대해 6.7배 더 내성을 보였다. COX-2 mRNA와 단백질은 SNU-C5/WT에서 보다 SNU-C5/5FUR에서 더 높게 발현되었다. PGE2 농도는 SNU-C5/5FUR에서 유의하게 증가되었다(P < 0.01). 그리고 meloxicam 투여 후에 PGE2 levels은 용량 의존적으로 감소되었다(P < 0.01). 그러나 SNU-C5/WT에서는 이러한 현상이 관찰되지 않았다. 또한 mPGES1과 15-PGDH 발현은 SNU-C5/WT에서 보다 SNU-C5/5FUR에서 더 증가된 것이 관찰되었다. VEGF mRNA의 발현은 SNU-C5/WT에서 보다 SNU-C5/5FUR에서 더 증가 되었으며, 이러한 up-regulation은 meloxicam 투여 후 감소되는 것이 관찰되었다. 결론: 이러한 결과는 대장암세포에서 5-FU의 획득내성과 관련하여 COX 2-derived PGE2가 관여한다는 것을 시사한다. 또한 대장암세포에서 PGE2합성을 감소시키는 약물 등은 혈관생성 억제 기전에 의해 5-FU에 대한 내성 극복에 도움이 될 것으로 기대된다.