구연 : 간암 세포주에서 Cyclooxygenase-2 (COX-2) 억제 선택성에 따른 화학적 암예방 효과의 차이

배경/목적: 간세포암에서 효과적인 화학예방제는 간세포암 고위험군에서 간암 발생을 줄일것으로 기대되나 현재까지 안전성과 효능이 입증된 약물은 없다. 장상피세포의 경우 cyclooxygenase-2 (COX-2)가 과발현되면 세포성장 및 증식에 유리해지고, 세포사멸에 저항성을 가진다. 임상 연구에서는 선택적 COX-2 억제제인 celecoxib이 대장 선종의 크기와 숫자를 줄임이 확인되었다. 최근 일부 간세포암에서 COX-2 발현이 증가하고, COX-2 발현이 종양의 분화도와 연관됨이 보고되었다. 선택적 COX-2 억제제는 간암세포주에서 세포사멸을 유도함이 보고되었으나, 세포사멸의 기전은 아직 밝혀지지 않았다. 본 연구는 간암세포주에서 COX-2 억제제의 선택성에 따른 세포사멸 효과를 살펴보고, 세포사멸과 관련된 단백의 분석을 통해 세포사멸의 기전을 알아보고자 하였다. 대상과 방법: 두 종류의 간암세포주(Huh-7, Hep3B)에서 COX-2 발현을 RT-PCR 및 western blot을 이용하여 측정하였고, 본 연구에는 비선택적(nonselective) COX-2 억제제인 sulindac, 우선선택적(preferred) COX-2 억제제인 nimesulide, 선택적 COX-2 억제제인 celecoxib이 사용되었다. COX의 대사 산물인 prostaglandin-E2 (PGE2)는 ELISA에 의해 측정하였다. 세포사멸은 Anexin-Propidium Iodide 염색후 Fluorescence Activated Cell Sorter (FACS) 분석, DNA fragmentation, 4`6-diamino-2-phenylindole (DAPI) 염색을 통해 확인하였다. 세포사멸 조절 단백인 Bcl-2, Bax 단백의 유전자 전사는 RNase protection assay(RPA)로 mRNA 발현을 측정하여 조사하였고, western blot을 이용하여 단백 합성을 조사하였다. 결과: 1) 실험에 사용한 COX-2 억제제 (sulindac, nimesulide, celecoxib) 모두에서 간암세포주의 세포사멸이 관찰되었으며, 세포사멸 효과는 약물의 용량과 처리 시간에 비례하였으나, PGE2의 농도 감소는 관찰되지 않았다. 2) 같은 IC50 농도로 유지되었을때 COX 선택성이 증가할수록 세포사멸 효과가 증대되어 celecoxib이 가장 효과적으로 세포사멸을 유도하였다. 3) 약물 처리후 COX-2 유전자 전사와 단백질 합성이 증가하였고, COX-2 발현과 세포사멸 사이에 상관관계는 없었다. 4) 세포사멸 과정은 Bcl-2 및 Bax 유전자 전사 및 단백 합성과는 무관하였다. 5) COX-2 선택성이 증가할수록 caspase 3와 caspase 9 및 poly(ADP-ribose) polymerase (PARP) 활성이 증가하였다. 결론: COX-2 억제제는 간암세포주에서 세포사멸을 유도하였고, 이는 prostaglandin E2와는 무관하였으며, 선택적 COX-2 억제제인 celecoxib의 세포사멸 효과가 가장 우수하였다. 이러한 세포사멸 효과는 COX-2 선택성에 따라 증가하였고, 이에 대한 기전 연구가 더 필요하리라 생각된다.