Induction of Apoptosis and Expression of Apoptosis-related Gene Products in Response to Radiation in Murine Tumors

• 발행기관: 대한방사선종양학회
• 저자명: 성진실(Jinsil Seong) Nancy R. Hunter, Luka Milas
• 간행물 정보: 『대한방사선종양학회지』제15권 제3호, 1~9쪽, 전체 9쪽
• 주제분류: 의약학 > 종양학
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 1997.09.30

국문 초록

목 적 : 세포 독성 인자가 유도하는 아포프토시스에 관한 연구가 대부분 in vitro 연구에 국한되어온 바, in vivo에서 방사선에 의한 아포프토시스의 유도와 이에 관여하는 유전자들의 발현 양상을 분석하기 위하여 본 연구를 수행하였다. 대상 및 방법 : 마우스 동종암으로서 방사선 민감 종양인 난소암 (OCa- I)과 내성 종양인 간암(HCa- I)을 모델로 하여 이들 종양이 평균 직경 8 mm로 자랐을 때 25 Gy의 방사선을 조사하였다. 조사 후 다양한 시간 간격으로 조직을 채취하여 아포프토시스의 유도 수준을 분석하며 동시에 이에 관련된 유전자 산물인 p53, p21waf1/cip1, bax, bcl-2 등의 발현을 western blotting 을 이용하여 분석하였다. 종양의 p53 상태는 polymerase chain reaction-single strand conformation polymorphism assay로 분석하였다. 결 과 : 모델 종양들의 p53 상태는 둘 다 자연형으로 나타났다. 방사선 조사로 OCa- I에서는 아포프토시스가 유도되었으나 HCa- I에서는 아포프토시스가 관찰되지 않았다. OCa- I에서 방사선 조사로 p53, p21waf1/cip1의 발현이 증가되었으며 bcl-2/ bax 비율은 감소하였다. HCa- I에서는 p53, p21waf1/cip1의 발현이 증가되었으나 p21waf1/cip1은 OCa- I과 비교하여 증가 수준이 미약하였다. bcl-2/bax 비율은 현저히 증가하였다. 이와 같은 변화들은 방사선 조사에 선행되거나 조사 후 수시간 내에 일어났으며 아포프토시스의 유도에 선행하거나 일치하였다. 결 론 : 아포프토시스의 진행에는 p53, p21waf1/cip1의 증가 뿐만 아니라 bcl-2/ bax 비율의 변화가 관여된다는 것이 in vivo에서 확인되었다. p53가 자연형인 경우에도 그 이하 단계의 유전자 발현 양상이 다르게 나타날 수 있으며 이는 세포 독성 요인을 이용한 암 치료시 결과를 예측하는데 있어서 단일 유전자 발현의 평가와 연계되는 복잡성을 시사하고 있다.

영문 초록

Purpose : To analyze the involvement of apoptosis regulatory genes p53, p21waf1/cip1, bax and bcl-2 in induction of apoptosis by radiation in murine tumors. Materials and methods : The radiation-sensitive ovarian carcinoma OCa-I, and the radiation-resistant hepatocarcinoma HCa-I were used. Tumors, 8 mm in diameter, were irradiated with 25 Gy and at various times after irradiation, ranging from 1 to 48 h, were analyzed histologically for apoptosis and by western blot for alterations in the expression of these genes. The p53 status of the tumors were determined by the polymerase chain reaction-single strand conformation polymorphism assay. Results: Both tumors were positive for wild-type p53. Radiation induced apoptosis in OCa- I but not in HCa- I. Apoptosis developed rapidly, peaked at 2 h after irradiation and returned to almost the background level at 48 h. In OCa- I radiation upregulated the expression of p53, p21waf1/cip1, and the bcl-2/bax ratio was decreased. In HCa- I radiation increased the expression of both p53 and p21waf1/cip1, although the increase of the latter was small. The bcl-2/bax ratio was greatly increased. In general the observed changes occurred within a few hours after irradiation, and either preceded or coincided with development of apoptosis. Conclusions : The development of apoptosis required upregulation of both p53 and p21waf1/cip1 as well as a decrease in bcl-2/bax ratio. In contrast, an increase in bcl-2/bax ratio prevented apoptosis in the presence of upregulated p53 and p21waf1/cip1. These findings indentified the involvement of multiple oncogenes in apoptosis regulation in vivo and demonstrate the complexity that may be associated with the use of a single oncogene assessment for predicting the outcome of cancer therapy with cytotoxic agents.

키워드

Apoptosis Murine tumors Radiation p53 p21waf1/cip1 Bax and bcl-2