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학위논문
저자정보

신은주 (과학기술연합대학원대학교, 과학기술연합대학원)

지도교수
황진택
발행연도
2017
저작권
과학기술연합대학원대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

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이 논문의 연구 히스토리 (2)

초록· 키워드

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본 연구는 위암세포 및 종양이식 동물 모델에서 쌀겨 성분으로 알려진 베타시토스테롤 (BS)의 항종양 효과와 이와 관련된 분자생물학적 기전을 규명하고자 하였다.
BS는 위암세포의 증식을 유의적으로 억제하면서 세포사멸을 나타내는 depolarized cells, annexin-V-positive cells, caspase3/7활성을 유의적으로 증가시켰다. 이를 통하여 BS의 증식 억제 효과는 세포사멸(apoptosis)을 유도하여 이루어짐을 알 수 있었다. 이와 관련된 분자생물학적 기전을 확인하기 위해 에너지 대사와 관련된 5''AMP-activated protein kinase (AMPK)의 인산화와 종양 억제 단백질인 phosphatase tensin homolog (PTEN)의 발현을 보았더니, BS는 두 단백질을 시간, 농도 의존적으로 증가시켰다. 이 때, BS처리에 의한 이 들 단백질간의 상호작용을 관계를 알아보고자 약리학적 억제제 (bpV; PTEN inhibitor, Compound C; AMPK inhibitor) 또는 siRNA를 이용하였고, 그 결과 AMPK가 BS에 의한 PTEN 증가의 상위 조절자임을 확인하였다.
두 단백질 이외의 새로운 단백질을 동정하기 위해 2DE-gel방법을 이용해 BS에 의한 Hsp90단백질의 감소를 밝혔고, 이 또한 AMPK가 관여함을 siRNA를 통해 확인하였다. 특히 AMPK 활성제인 AICAR 단독 처리시 PTEN의 증가와 Hsp90 단백질의 감소를 보이는데, 이는 AMPK가 PTEN 및 Hsp90 발현에 필요함을 나타낸다. 마지막으로, 종양이식 동물모델에서 BS의 효과를 확인하였다. 100 mg/kg 농도의 BS를 경구투여시 대조군인 종양 유도 그룹과 비교하여 종양의 크기 및 무게를 유의적으로 억제시켜 in vitro 뿐 아니라 in vivo에서의 항종양 효과를 확인하였다.
본 연구를 통하여 쌀겨 성분 중에서 항암 효과가 있는 후보물질로 선별한 BS가 AGS 위암세포 및 종양이식 동물모델에서 AMPK, PTEN 및 Hsp90 수준을 조절하여 세포사멸을 유도하고, 종양 증식 억제 효능이 있음을 확인하였으며, 이를 암 예방과 치료를 위한 소재로 제시하고자 한다.

목차

ABSTRACT* ii
TABLE OF CONTENTS iv
LIST Of FIGURES viii
LIST OF TABLES x
Chapter 1. Overview 1
1.1. Gastric cancer 3
1.1.1. Gastric cancer 3
1.1.2. Prevalence of gastric cancer 7
1.1.3. Causes of gastric cancer 9
1.1.4. Treatment of gastric cancer 9
1.2. Apoptosis and associated proteins 10
1.2.1. Apoptosis 10
1.2.2. AMP-activated protein kinase (AMPK) 13
1.2.3. Phosphatase and tensin homolog (PTEN) 15
1.3. Anti-cancer effects of food components 17
1.3.1. Yuja peel extracts (YPEE) 17
1.3.2. Poly-γ-glutamic acid (PGA) 19
1.3.3. Makgeolli (MK) 21
1.3.4. Gamma-oryzanol (Ory) 23
1.4. Beta-sitosterol (BS) 25
1.4.1. Rice bran 25
1.4.2. Beta-sitosterol 27
1.4.3. BS bioavailability 29
1.4.4. Anti-cancer effects of BS 30
1.5. Aim of the study 32
1.6. References 33
Chapter 2. In vitro screening of rice bran for anti-cancer activities 38
2.1. Introduction 39
2.2. Materials and methods 42
2.2.1. Reagents 42
2.2.2. Cell culture 42
2.2.3. Angiogenesis assay 42
2.2.4. Cell viability assay 43
2.2.5. Statistical analysis 44
2.3. Results 45
2.3.1. The effects of rice bran components on tube formation in HUVECs 45
2.3.2. The effects of rice bran components on cell viability in AGS cells 48
2.3.3. The effects of BS on cell viability in HUVECs 50
2.4. Discussion 53
2.5. References 57
Chapter 3. Anti-cancer effects of beta-sitosterol in AGS cells and xenograft mouse model 68
3.1. Introduction 69
3.2. Materials and methods 73
3.2.1. Reagents 73
3.2.2. Cell culture 73
3.2.3. MTT assay 74
3.2.4. Annexin V assay 74
3.2.5. Caspage3/7 activity 75
3.2.6. Mito-Potential assay 76
3.2.7. RNA interference 76
3.2.8. Western blots 77
3.2.9. Two-dimensional electrophoresis (2DE-gel) and image analysis 78
3.2.10. Tumor xenograft mouse model 79
3.2.11. Cancer biomarker antibody array analysis 79
3.2.12. Statistical analysis 80
3.3. Results 81
3.3.1. BS reduces cell viability in various gastric cancer cell line 81
3.3.2. BS induces mitochondrial membrane potential in AGS cells 83
3.3.3. BS induces apoptosis in AGS cells 85
3.3.4. BS induces caspase3/7 activity in AGS cells 87
3.3.5. BS stimulates phosphorylation of AMPK and PTEN protein expressions in AGS cells 89
3.3.6. AMPK is an upstream mediator of PTEN induction following treatment with BS 91
3.3.7. AMPK is an upstream mediator of PTEN induction following treatment with BS 93
3.3.8. Comparative protein quantitation of AGS cells treated with control or BS by 2DE-gel analysis 95
3.3.9. Validation of identified proteins 98
3.3.10. Relationship between AMPK and Hsp90 100
3.3.11. AMPK is necessary to alter the levels of PTEN and Hsp90 102
3.3.12. Differentially expressed cancer biomarkers in AGS cells treated with BS 104
3.3.13. Functional annotation 106
3.3.14. Effects of BS on the growth in AGS xenograft mouse model 109
3.3.15. Toxicity of BS on xenograft mouse model 111
3.4. Discussion 113
3.5. References 121
Chapter 4. Conclusions and recommendation 128
4.1. Conclusions and recommendation 129
국문초록 133
Supplementary 135

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