HT-29세포에서, Rhizochalin에 의한 AMP-activated protein kinase의 활성화 및 세포 사멸기전 연구

Abstract

Rhizochalin은 sponge라 불리는 Rhizochalina incrustata라는 해양심층생물로부터 얻어진 물질이며 Rhizochalin과 이것의 유도체가 암 예방 또는 암 치료물질로서의 가능성이 알려졌다. 하지만 이러한 Rhizochalin과 이것의 유도체의 암세포 사멸유도작용이 어떠한 메커니즘에 의한 것인지 알려지지 않았고 그것을 규명하고자 하였다. Aglycon of rhizochalin (AglRhz)은 HT-29 세포에서 AMP-activated protein kinase (AMPK)의 활성화를 유도하였고 또한 이 화합물에 의한 AMPK의 활성화가 raptor의 인산화를 유도하여 mTOR/P70S6k/ERK signaling을 억제하였다. 또한 AglRhz가 poly(ADP-ribose) polymerase(PARP)과 caspase-3의 활성화를 통해 HT-29 세포의 DNA fragmentation과 apoptosis를 유도하였다. 이와 더불어 AglRhz의 처치가 soft agar에서 IGF-I로 유도된 JB6 Cl41 세포에서의 transformation과 HT-29 세포의 tumorigenicity를 억제함을 밝혔다. 이러한 결과들을 종합해볼 때, AglRhz은 AMPK 의 활성화를 가져와 mTOR/P70S6K/ERK pathway를 억제하고, 또 apoptosis 를 유도하여 암세포에서의 사멸을 일으키는 것으로 사료되며 AglRhz가 대장암 치료 물질로서 사용될 수도 있음을 확인하였다.|Rhizochalin is a two-headed shingolipid like compound isolated from the sponge Rhizochalina incrustata. It was reported that rhizochalin and its derivates has chemopreventive and chemotherapeutic effect. However, its molecular mechanism on these effects is not understood. Here, we demonstrate that aglycon of rhizochaline (AglRhz) from Rhizochalina incrustata induced AMP-activated protein kinase (AMPK) phosphorylayion, and thereby inhibited mTOR/p70S6K/ERK signaling via phosphorylayion of raptor in HT-29 cells. In addition, AglRhz induced activation of caspase-3 and PARP, and DNA fragmentation in HT-29 cells, leading to induction of apoptosis as well as suppression of tumorigenicity of HT-29 cells. Notably, AglRhz inhibited cell transformation in JB6 Cl41 cells. Overall, our finding identify AMPK as an important target protein for mediating the anti-tumor properties of AglRhz in HT-29 colon cancer cells and have important implication for sponges, the most important marine source, in colon cancer.