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ABSTRACT

Contents

1. INTRUDUCTION 10

2. MATERIALS AND METHODS 13

2.1. Materials 13

2.2. Cell culture and transfection of siRNA 13

2.3. Clonogenic survival assay 14

2.4. Tumor xenografts on nude mice 14

2.5. Quantification of cell death 15

2.6. Measurement of mitochondrial membrane potential and ROS generation 15

2.7. Preparation of cytosolic and mitochondrial fractions 16

2.8. Crosslinking of Bax and Bak proteins 16

2.9. Analysis of death receptor expression. 17

3. RESULTS 18

3.1. Naturally occurring triterpenoids synergistically enhance taxol response of human cervical cancer cells 18

3.2. Activation of Bax is involved in mitochondrial cell death induced by combined treatment. 23

3.3. Up-regulation of DR5 contributes to enhanced cell death after combination treatment. 28

3.4. Intracellular ROS generation is required for the activation of mitochondrial cell death pathway by combined treatment. 32

3.5. JNK1 is an important mediator of DR5 up-regulation and Bax activation. 38

4. DISCUSSION 49

5. SUPPLEMENTARY DATA 53

5.1. Plant Material 53

5.2. Extraction and Isolation of compounds (1-6) 53

5.3. Compounds Identification (1-6) 55

6. REFERENCES 67

7. ABSTRACT IN KOREAN 78

8. ACKNOWLEDGEMENTS 81

List of Figures

Figure 1. Naturally occurring triterpenoids synergistically enhance taxol response of cervical cancer cells 21

Figure 2. Combined treatment with pristimerin and taxol induces Bax-mediated mitochondrial cell death 26

Figure 3. Up-regulation of DR5 contributes to enhanced cell death after combination treatment 30

Figure 4. Intracellular ROS generation is required for the activation of mitochondrial cell death pathway 36

Figure 5. JNK1 is an important mediator of DR5 up-regulation and Bax activation 42

List of Supplementary Figures

Supplementary Figure 1. (제목없음) 45

Supplementary Figure 2. (제목없음) 47

List of Spectra

Spectra 1. ¹H NMR of Celastrol 61

Spectra 2. ¹³C NMR of Celastrol 61

Spectra 3. ¹H NMR of pristimerin 62

Spectra 4. ¹³C NMR of pristimerin 62

Spectra 5. ¹H NMR of iguesterin (3) 63

Spectra 6. ¹³C NMR of iguesterin (3) 63

Spectra 7. ¹H NMR of tingenone (4) 64

Spectra 8. ¹³C NMR of tingenone (4) 64

Spectra 9. ¹H NMR of 22-b-hydroxy-tingenone (5) 65

Spectra 10. ¹³C NMR of 22-b-hydroxy-tingenone (5) 65

Spectra 11. ¹H NMR of 6-(2-Oxopropyl)-22-b-hydroxytingenol (6) 66

Spectra 12. ¹³C NMR of 6-(2-Oxopropyl)-22-b-hydroxytingenol (6) 66

초록보기

항암제를 이용한 암의 내과적 약물치료를 항암화학요법이라고 하는데 이는 한가지 약제, 혹은 상호보완적으로 작용하는 몇 가지 약제를 함께 사용하여 내과적으로 암을 치료하는 것이다. 이상적인 항암제는 정상적인 세포에는 이상이 없고 단지 암세포에만 치명적인 효과를 나타내어야 한다. 이렇게 하려면 암세포만의 특이한 특성을 이해하고 그곳에만 작용하는 약물을 개발하여야 한다. 암세포를 제거하거나 암을 치유하기 위해 쓰이는 항암제가 많지만 그에 따른 부작용이나 항암제에 대한 저항성이 높다.

최근 이러한 부작용을 줄이고, 항암효과를 더욱 증진시키기 위해 두 가지 또는 그 이상의 화합물을 동시에 처리하는 복합화학요법이 이용되고 있다.

본 연구에서는 천연물질인 triterpenoid 계열 pristimerin을 현재 유방암,난소암, 위암, 폐암 등에 널리 사용중인 항암제 taxol과 함께 자궁경부암 세포에 처리하였을 때, taxol의 항암효과를 크게 증대시킨다는 것을 밝혔다. 특히 triterpenoid 화합물 중 pristimerin을 taxol과 함께 처리하였을 때, 항암효과가 가장 높은 수준으로 증대되는 것을 알 수 있었다. Pristimerin은 전통적으로 항염증제, 항균제, 항암제, 항산화제 등으로 사용되어 왔으며 최근에는 pristimerin이 다양한 세포주에서 세포사멸을 일으킨다는 보고가 발표되었으나 그에 대한 메커니즘은 아직 정확하게 밝혀지지 않았다.

실험을 통해 Pristimerin을 taxol과 함께 자궁경부암세포에 처리하였을 때 taxol의 항암효과를 크게 증대시키는 것을 세포사멸을 통해 확인하였고, 세포 내 활성산소(ROS)가 증가함을 알 수 있었다. Pristimerin과 taxol을 함께 처리하였을 때, mitochondrial의 막 전위차를 야기하였고, 이로인해 Bax가 활성화 됨을 확인하였다. 또한 Death receptor인 DR5가 up regulation 되었고, caspase-8이 활성화 되었다. 항산화제인 N-acetyl-Lcysteine (NAC)를 처리하였을 때, Bax가 mitocondrial로 translocation되는 것이 완전히 저해 되었고, caspase-8 활성과 DR5 up-regulation 뿐만 아니라 mitochondrial 막 전위차가 저해 되었다. 흥미롭게도 JNK를 저해시켰을 때, DR5 up-regulation과 Bax 활성이 약화되었다. 그러므로 N-acetyl-Lcysteine (NAC)가 JNK 활성을 완전히 저해시킴을 확인할 수 있었다.

이 결과로 천연물질인 triterpenoid 계열 pristimerin은 자궁경부암세포에 서 taxol의 항암효과를 검증하였다. 게다가 ROS에 의한 JNK/c-Jun pathway는 DR5 up-regulaton을 유도 하였고, 그 결과로 Bax를 활성화 시켰다. 본 연구의 분자적 메커니즘은 taxol의 대한 저항성을 극복하고, 암세포에 대한 항암제를 개발하는데 있어 중요한 자료로 이용될 수 있으리라 기대한다.