Anterior Gradient-2(AGR2, hAG-2)는 소포체(endoplasmic reticulum) 스트레스 유도성 단백질로 스트레스 하에서 세포가 생존할 수 있도록 도와주는 샤페론 단백질이며 단백질 이황화 이성질화효소(PDI, Protein Disulfide Isomerase)에 속해 있다. 소포체에 존재하며 소포체 스트레스반응인 비접힘 단백질 반응(UPR, Unfolded Protein Response)을 통해 소포체 스트레스를 완화한다. AGR2 a형 도메인은 AGR2의 이량체화에 필요한 UPR 신호전달 및 세포 자멸을 조절할 수 있다. 암세포의 소포체 접힘(folding) 능력을 높여 급성 소포체 스트레스에 대처할 수 있도록 하는 것으로 나타났다.
Autophagy는 de Duve가 그리스어의 'self'와 'eating'을 의미하는 'auto'와 'phagy'에서 이름하여 처음 소개되었다. Autophagy는 정상 세포에서 항상성 유지 및 세포의 성질을 유지하는 데 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 왔다. 세포 내부의 손상되거나 불필요하게 많은 소기관을 포함한 세포질 내 물질들을 재사용 및 분해를 위해 라이소좀으로 이동시켜 분해하는 일반적인 과정을 일컫는 용어이다. UPS를 autophagy에 연결하는 알려진 플레이어 또는 경로에는 N-end 규칙 경로의 N-terminal arginylation이 있다. 최근 연구에 따르면 N-end 규칙 경로는 자가포식 단백질 분해를 매개하고 자가포식 어댑터 p62와 자가포식소체 생물발생의 활성을 조절한다. 이 crosstalk에서 유비퀴틴화 단백질 및 응집체와 같은 자가포식 화물의 축적 단백질 이황화 이성질화효소와 같은 ER 상주 샤페론의 N-말단 아르기닐화를 유도하여 아르기닌화된 종의 세포질 축적을 초래한다.
본 연구는 유방암 세포에서 AGR2가 어떤 메커니즘을 통해 분해되는지 알아보기 위해 진행하였다. AGR2가 자가포식에 의해 분해가 된다고 하지만 어떻게 분해가 되는지 정확하지 않다. 이 실험에서 AGR2 knock-down실험을 통해 자가포식과 연관이 있다는 것을 western blot과 면역 형광 분석을 통해 확인했다. 기저 환경에서 AGR2가 어떻게 분해되는지 확인하기 위해 프로테아좀 억제제, MG132를 6시간 동안 10 μM 처리하였고 자가포식 억제제인 Bafilomycin A1을 동일하게 6시간 동안 200nM 처리하였다. AGR2가 기저 환경에서 많이 발현하지 않기 때문에 정확한 메커니즘을 파악하지 못해 thapsigargin을 통해AGR2 발현이 증가하는 소포체 스트레스를 유발하였다. 소포체 스트레스상황에서 AGR2는 과발현하였고 MG132만 처리했을 때에 비해 Bafilomycin A1을 처리했을 때 더 증가하였고 함께 처리하였을 때 가장 많이 증가하였다. 따라서 AGR2는 유비퀴틴-프로테아좀과 자가포식 모두에서 분해되는 기질이다. N-말단 경로 중 특히 Arg/N-terminal path way가 유비퀴틴-프로테아좀과 자가포식을 연결한다고 알려졌다. ATE1 억제제인 Tannic acid를 처리하니 AGR2 분해 플럭스가 차단되었다. 따라서 AGR2는 N-말단에 분해신호를 가지고 있다. 또한, 소포체 스트레스 상황에서 N-데그론을 통해 분해되는지 확인하기 위해 tannic acid와 thapsigargin을 동시에 처리하였다. 이 실험은 ER stress 상황에서도 AGR2가 N-degron을 통해 분해되는 것을 확인하였다. AGR2 knock-down cell에서 소포체 스트레스를 주니 세포 생존능력이 감소하는 것을 보여준다. 이는 AGR2가 ER stress에서 세포 생존에 도움을 준다는 것을 말하며 N-데그론을 통한 분해를 억제하니 MCF7 정상 세포에 비해 AGR2 knock-down 세포가 더 많이 죽는 것을 확인하였다. 결론적으로 AGR2는 Arg/N-말단 경로에 의해 분해되며 이는 유방암 세포의의 소포체 스트레스 상황에서 AGR2가 세포 생존을 위해 작동한다는 것을 뒷받침한다.