Anterior Gradient 2 (AGR2)는 증식 및 전이와 같은 암의 진행 과정과 연관이 있는 단백질 이황화 이성질화효소 (Protein Disulfide Isomerase, PDI) 과에 속한 단백질이다. 효모 하이브리드 스크리닝 분석 (Yeast two-hybrid screening analysis)을 사용한 초기의 연구에서 AGR2의 결합 단백질 분석한 결과 AGR2 결합 단백질로써 dystroglycan과 C4.4A가 제시되었다. 추후 후속 연구를 통해 췌장암 조직에서 AGR2와 C4.4A가 연관성이 밝혀진 반면, AGR와 dystroglycan의 연관성은 아직까지 밝혀진 바가 없다. Dystroglycan은 세포막에 존재하는 당단백질이며, 세포 내외의 미세 환경과의 연결을 위한 수용체 단백질의 역할을 한다. 따라서 본 연구는 AGR2와 dystroglycan의 기능적인 연관성 및 두 단백질의 기능적인 연관이 유방암세포의 이동성과 침습성에 미치는 영향에 대해 연구하였다.
우선 AGR2와 dystroglycan의 기능적인 연관성에 대한 실험을 진행하기 위해 AGR2의 발현 조절을 통한 dystroglycan의 발현의 변화에 대해 실험하였다. MDA-MB-231과 MCF7 유방암 세포주에서 AGR2의 발현의 증가는 β-dystroglycan (β-DG) full-length (43kDa)와 절단된 β-DG (31kDa)의 발현 증가를 유도하지만 α-dystroglycan (α-DG)의 발현 정도는 큰 변화가 없었다. AGR2의 과발현은 β-DG의 세포 내 위치 변화를 유도하였으며, 특히 세포질 내에서의 β-DG 발현이 증가하였다. 이를 통해 AGR2 발현의 증가가 β-DG trafficking을 촉진한다고 판단할 수 있다. 또한 MDA-MB-231과 MCF7 유방암 세포주에서 AGR2 과발현을 유도하였을 때 β-DG의 유전자 발현 변화가 관찰되지 않았다. 따라서 AGR2와 β-DG가 기능적인 연관성이 있으며, 이러한 기능적인 연관성은 β-DG의 번역 후 변형 (post-translational modification)과 관련이 있음을 시사한다.
AGR2 단백질의 발현 증감은 유방암세포의 이동과 침습을 유도 또는 억제하며, AGR2 단백질의 발현 증감을 통한 pERK, pAKT, pSmad2의 발현 증감이 유도되는 것을 통해 ERK/AKT/Smad2 신호전달체계와 관련이 있음을 확인하였다. 또한 MDA-MB-231과 MCF7 유방암 세포주에서 dystroglycan 단백질의 발현 억제는 세포의 이동과 침습을 억제하며, 또한 pERK, pAKT, pSmad2의 발현이 감소하였다. dystroglycan 넉다운이 진행된 MDA-MB-231과 MCF7 세포에 AGR2 단백질의 과발현을 유도하였을 때 세포의 이동 및 침습의 변화가 유도되지 않았다. 따라서 AGR2는 dystroglycan의 발현 조절을 통해 유방암 세포의 이동 및 침습을 유도하며, 이러한 유방암세포의 이동 및 침습은 ERK/AKT/Smad2 신호전달체계를 통해 진행됨을 시사한다.
F-actin의 구조적 변화는 세포의 이동과 연관이 있다고 알려져 있으며, β-DG는 세포골격 네트워크와 연결되어 있다고 알려진 단백질이다. Dystroglycan 단백질의 발현 감소는 filopodia 형성과 filopodia의 길이가 감소를 유도하였다. 또한 AGR2 단백질의 발현 증가는 filopodia 길이 및 밀도를 증가시켜 filopodia의 형성을 야기한다. Dystroglycan의 발현이 감소된 유방암세포에서 AGR2의 과발현을 유도하였을 때 filopodia 길이 및 밀도를 통한 filopodia 형성에 변화가 없음을 확인하였다. 이를 통해 AGR2와 dystroglycan의 연관성이 유방암세포의 이동성에 미치는 영향이 filopodia 형성과 관련이 있음을 판단하였다.
따라서 이 연구는 유방암 세포에서의 AGR2와 dystroglycan의 기능적인 연관성이 filopodia 형성 및 ERK/AKT/Samd2 신호전달체계를 통하여 세포의 이동 및 침습의 영향을 유도함을 입증하였다.