6
J Korean Neurosurg Soc/ Volume 27/ November, 1998 1475 KISEP Experimental Research J Korean Neurosurg Soc 271475-1480, 1998 PC-12 세포에서 Cisplatin 의한 Apoptosis 기전 * 부산대학교 의과대학 신경외과학교실, 생리학교실 ** 이영우·오세옥 ** ·조원호·이상호 ** = Abstract = Underlying Mechanism of Cisplatin-induced Apoptosis in PC-12 Cells Young Woo Lee, M.D., Sae Ock Oh, M.D.,** Won Ho Cho, M.D., Sang Ho Lee, M.D.** Department of Neurosurgery and Physiology,** College of Medicine, Pusan National University, Pusan, Korea isplatin is a widely used antitumor drug of which the dose-limiting toxicity is predominantly large-fiber neuro- pathy. Cisplatin-induced neurotoxicity includes sensory and autonomic neurotoxicity of which the mechanism has not been clarified. To determine whether cisplatin induces apoptosis of neuron and to investigate the mechanism of the apoptosis, we observe the effect of cisplatin on the rat pheochromocytoma cells(PC-12 cells). Apoptosis of PC-12 cells was induced dose-and time-dependently by the treatment of cisplatin. Cisplatin- induced apoptosis of PC-12 cells was identified by DNA fragmentation. During cisplatin-induced apoptosis of PC- 12 cells stress-activated protein kinase(SAPK) activity was increased and mitogen-activated protein kinase(MAPK) activity was decreased. The expression of Bcl-2 was decreased by the treatment of cisplatin without effect on the expression of other Bcl-2 related proteins. It is speculated that cisplatin may induce apoptosis in PC-12 cells by regulation of Bcl-2 related proteins and this regulation might be associated with activation of SAPK and inhibition of MAPK. KEY WORDS :Cisplatin·Apoptosis·PC-12 cells. Cisplatin은 정소암, 난소암, 신장암 등 각종 암을 치료 하기 위해 광범위하게 쓰이고 있는 항암치료제이다. 그러 나 신장, 신경 등에서 여러 가지 부작용을 야기하기 때문 에 그 사용이 제한되고 있다 3) . Cisplatin의 주요 부작용 중 하나는 말초신경염인데 특히 감각신경과 자율신경 등 의 말초신경염이 문제가 되고 있다 1) . 이 부작용에 대하여 많은 연구가 있었으나 아직도 그 정확한 기전은 밝혀져 있지 않다. 그런데 cisplatin에 의한 말초신경염이 cispl- atin에 의한 말초신경의 apoptosis에 의한 것일 수도 있다 는 보고가 있으며 이는 cisplatin에 의한 항암효과가 여러 가지 암세포에서의 apoptosis를 통해 일어나는 것에 근거 를 두고있다 7) . Apoptosis는 발생과정상 불필요한 세포나, 노화된 세포, 각종 상해를 받은 세포를 제거하기 위해 유전적으로 결정되 어지는 세포자살 프로그램의 활성화에 의해서 일어나는 세 포사멸의 한 형태로 17) , apoptosis는 정상적인 태아의 발달 과 노화, 그리고 면역기능과 조혈계의 유지에 중요한 역할을 한다 11) . 그러나 apoptosis의 비정상적인 조절은 암의 초기 발생과 화학요법에 저항성을 지니는 종양세포의 형성 19) , 자가 면역질환 18) , 후천성 면역결핍증 4) , 그리고 신경의 퇴화 2) 등에 관여하는 것으로 알려지고 있다. 이러한 apoptosis는 세포 의 축소, 세포막의 수포형성, 크로마틴의 수축, 핵의 분해, apoptotic body의 형성을 특징으로 한다 20) . Apoptosis의 과정은 크게 세가지 과정 즉 신호전달단계 (Signalization phase), 조절 및 실행단계(Control & exe- cution phase), 구조적 변화단계(Structural alteration ph- C * 본 연구는 부산대학교병원 지정진료연구비(1997년도)로 수행되었음.

PC-12 세포에서 Cisplatin 의한 Apoptosis · 2016. 11. 24. · PC-12 세포에서 Cisplatin에 의한 Apoptosis의 기전 1476 J Korean Neurosurg Soc/Volume 27/ November, 1998

  • Upload
    others

  • View
    0

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

  • J Korean Neurosurg Soc/Volume 27/November, 1998 1475

    KISEP Experimental Research J Korean Neurosurg Soc 27::::1475-1480, 1998

    PC-12 세포에서 Cisplatin에 의한 Apoptosis의 기전*

    부산대학교 의과대학 신경외과학교실, 생리학교실**

    이영우·오세옥**·조원호·이상호** = Abstract =

    Underlying Mechanism of Cisplatin-induced Apoptosis in PC-12 Cells

    Young Woo Lee, M.D., Sae Ock Oh, M.D.,** Won Ho Cho, M.D., Sang Ho Lee, M.D.**

    Department of Neurosurgery and Physiology,** College of Medicine, Pusan National University, Pusan, Korea

    isplatin is a widely used antitumor drug of which the dose-limiting toxicity is predominantly large-fiber neuro-

    pathy. Cisplatin-induced neurotoxicity includes sensory and autonomic neurotoxicity of which the mechanism

    has not been clarified. To determine whether cisplatin induces apoptosis of neuron and to investigate the

    mechanism of the apoptosis, we observe the effect of cisplatin on the rat pheochromocytoma cells(PC-12 cells).

    Apoptosis of PC-12 cells was induced dose-and time-dependently by the treatment of cisplatin. Cisplatin-

    induced apoptosis of PC-12 cells was identified by DNA fragmentation. During cisplatin-induced apoptosis of PC-

    12 cells stress-activated protein kinase(SAPK) activity was increased and mitogen-activated protein kinase(MAPK)

    activity was decreased. The expression of Bcl-2 was decreased by the treatment of cisplatin without effect on the

    expression of other Bcl-2 related proteins.

    It is speculated that cisplatin may induce apoptosis in PC-12 cells by regulation of Bcl-2 related proteins and this

    regulation might be associated with activation of SAPK and inhibition of MAPK. KEY WORDS:Cisplatin·Apoptosis·PC-12 cells.

    서 론

    Cisplatin은 정소암, 난소암, 신장암 등 각종 암을 치료

    하기 위해 광범위하게 쓰이고 있는 항암치료제이다. 그러

    나 신장, 신경 등에서 여러 가지 부작용을 야기하기 때문

    에 그 사용이 제한되고 있다3). Cisplatin의 주요 부작용

    중 하나는 말초신경염인데 특히 감각신경과 자율신경 등

    의 말초신경염이 문제가 되고 있다1). 이 부작용에 대하여

    많은 연구가 있었으나 아직도 그 정확한 기전은 밝혀져

    있지 않다. 그런데 cisplatin에 의한 말초신경염이 cispl-

    atin에 의한 말초신경의 apoptosis에 의한 것일 수도 있다

    는 보고가 있으며 이는 cisplatin에 의한 항암효과가 여러

    가지 암세포에서의 apoptosis를 통해 일어나는 것에 근거

    를 두고있다7).

    Apoptosis는 발생과정상 불필요한 세포나, 노화된 세포,

    각종 상해를 받은 세포를 제거하기 위해 유전적으로 결정되

    어지는 세포자살 프로그램의 활성화에 의해서 일어나는 세

    포사멸의 한 형태로17), apoptosis는 정상적인 태아의 발달

    과 노화, 그리고 면역기능과 조혈계의 유지에 중요한 역할을

    한다11). 그러나 apoptosis의 비정상적인 조절은 암의 초기

    발생과 화학요법에 저항성을 지니는 종양세포의 형성19), 자가

    면역질환18), 후천성 면역결핍증4), 그리고 신경의 퇴화2) 등에

    관여하는 것으로 알려지고 있다. 이러한 apoptosis는 세포

    의 축소, 세포막의 수포형성, 크로마틴의 수축, 핵의 분해,

    apoptotic body의 형성을 특징으로 한다20).

    Apoptosis의 과정은 크게 세가지 과정 즉 신호전달단계

    (Signalization phase), 조절 및 실행단계(Control & exe-

    cution phase), 구조적 변화단계(Structural alteration ph-

    CCCC

    *본 연구는 부산대학교병원 지정진료연구비(1997년도)로 수행되었음.

  • PC-12 세포에서 Cisplatin에 의한 Apoptosis의 기전

    J Korean Neurosurg Soc/Volume 27/ November, 1998 1476

    ase)로 구분된다8). 조절 및 실행단계와 구조적 변화단계는

    거의 대부분의 apoptosis과정에서 유사한 과정을 거치지만

    신호전달단계는 apoptosis를 야기하는 자극의 종류에 따라

    다르다. Apoptosis의 신호전달체계 중 가장 대표적인 경로는

    stressactivated protein kinase(SAPK)의 활성화이다21). 조

    절 및 실행단계는 protease로 역할을 하는 여러 가지 ca-

    spase 들이 활성화되는 단계인데 그 활성화는 Bcl-2 fa-

    mily에 의하여 조절된다. Bcl-2 family는 apoptosis를 조

    절하는 중요한 단백질군인데 이 중에는 apoptosis를 촉진

    하는 것들(Bax, Bak, Bcl-X s, Bad, Bid, Bik, Hrk) 도 있

    고 반면에 apoptosis를 억제하는 것들(Bcl-2, Bcl-X L,

    Bcl-w, Bfl-1, Brag-1, Mcl-1, A1) 도 있다14).

    본 연구에서는 신경세포의 대표적인 모델인 rat pheoch-

    romocytoma 세포(PC-12 세포)를 사용하여 cisplatin이 신

    경세포에서 apoptosis를 야기하는지 확인하고, 그리고 그

    분자생물학적 기전을 밝히고자 하였다.

    실험재료 및 방법

    1. 세포배양

    American Tissue Culture Collection에서 구매한 PC-

    12세포를 10% fetal bovine serum, 5% horse serum,

    100units/ml penicillin 및 100μg/ml streptomycin을 함

    유한 RPMI 배지(Gibco, BRL)를 사용하여 37℃, 5% CO2

    에서 배양하였다. 세포는 5×105/ml로 seeding하면서 1주

    에 2∼3회씩 계대 배양하였다.

    2. DNA fragmentation

    Cisplatin의 처리시간에 따른 효과를 관찰하기 위하여

    10μg/ml의 cisplatin을 10, 20 및 30시간 처리한 세포를 사

    용하였고 cisplatin농도에 따른 효과를 관찰하기 위하여는

    0.01, 0.1, 1, 5 및 10μg/ml의 cisplatin을 24시간 처리한

    세포를 사용하였다. 대조군으로는 cisplatin을 처리하지 않

    은 세포를 사용하였다. 세포를 용해용액(lysis solution:

    100mM Tris-HCl pH 8.0, 20mM EDTA 및 0.8% SDS)

    으로 4℃에서 20분간 용해시켜 20,000×g에서 15분간 원

    심분리한 후, 상등액을 채취하였다(농도 및 처리시간은 실

    험결과 참조). RNA를 제거하기 위하여 RNase A(0.5μg/

    μl)를 처리하여 50℃에서 하루밤 방치한 후 단백질을 제거

    하였으며 DNA를 phenol/chloroform 혼합액으로 추출한

    후, ethanol로 침점시켜 2% agarose gel에서 전기영동하여,

    DNA fragmentation을 관찰하였다9).

    3. Stress-activated protein kinase(SAPK) 활성조사

    SAPK 활성을 조사하기 위하여, SAPK Assay Kit(New

    England Biolabs, Inc.)를 사용하였다. PC-12세포에 10μ

    g/ml의 cisplatin을 15, 30, 60 및 120분 처리한 후 용해용

    액(20mM Tris pH 7.4, 150mM NaCl, 1mM EDTA,

    1mM EGTA, 1% Triton X-100, 2.5mM sodium pyrop-

    hosphate, 1mM β-glycerophosphate, 1mM Na3VO4, 1

    μg/ml leupeptin, 및 1mM PMSF)으로 4℃에서 15분간

    용출시켜 Lysate를 10,000×g에서 15분간 원심분리한 후

    상등액을 SAPK 분석에 사용하였다. 대조군으로는 cispla-

    tin을 처리하지 않은 PC-12세포를 사용하였다. Cell lysate

    250μl(단백질의 총량;250μg)에 2μg의 glutathione

    S-transferase(GST)-c-jun fusion protein beads를 가

    하고 적당히 흔들어주면서 4℃에서 하룻밤 반응시켜 Lys-

    ate를 4℃에서 30초간 원심분리한 후 침전물을 500 μl의

    용해용액으로 세척하고, kinase 용액(20mM Tris pH 7.5,

    5mM β-glycerophosphate, 2mM dithiothreitol(DTT),

    0.1mM Na3VO4, 10mM MgCl2)으로 저온을 유지하며 2회

    세척하였다. 침전물을 100μM ATP를 함유한 kinase buffer

    와 잘 혼합하여 30℃에서 30분간 반응시킨 다음 반응 정지

    를 위해 25μl의 3×SDS sample buffer(62.5 mM Tris-

    HCl pH 6.8, 2% w/v SDS, 10% glycerol, 50 mM DTT,

    0.1% w/v bromophenol blue)를 처리한 후, 12% SDS

    polyacylamide gel에서 전기영동을 시행하였다. Phospho

    (Ser63)-c-jun을 특이 항체를 이용하여 western blot 법

    으로 검출하였다9).

    4. Mitogen-activated protein kinase(MAPK) 활성조사

    MAPK 활성을 조사하기 위하여 MAPK Assay Kit(New

    England Biolabs, Inc.)를 사용하였다. PC-12세포에 10μ

    g/ml의 cisplatin을 15, 30, 60 및 120분간 처리한 후 세포

    를 용해용액(20mM Tris pH 7.4, 150mM NaCl, 1mM

    EDTA, 1mM EGTA, 1% Triton X-100, 2.5mM sodium

    pyrophosphate, 1mM β-glycerophosphate, 1mM Na3VO4,

    1μg/ml leupeptin, 및 1mM PMSF)으로 4℃에서 15분간

    용출시켜 lysate를 10,000×g에서 15분간 원심분리한 후

    상등액을 MAPK 분석에 사용하였다. 대조군으로는 cispl-

    atin을 처리하지 않은 PC-12세포를 사용하였다. Cell ly-

    sate 200μl(단백질 총량;200μg)에 phospho-MAPK

    항체(1:50 희석)를 가하여 4℃에서 하룻밤 반응시킨다음

    Anti-MAPK 면역 침전물을 lysis buffer로 저온에서 2회

    세척한 후 500 μl kinase 용액(20mM Tris pH 7.5, 5mM

  • 이영우 · 오세옥 · 조원호 · 이상호

    J Korean Neurosurg Soc/Volume 27/ November, 1998 1477

    β-glycerophosphate, 2mM DTT, 0.1mM Na3VO4, 10

    mM MgCl2)으로 2회 세척한다. 100μM ATP와 GST-Elk

    1 fusion protein을 함유한 kinase 용액으로 침점물을 현탁

    한 후 30℃에서 30분간 반응시켰다. 반응정지를 위해 25μ

    l의 3×SDS sample buffer(62.5 mM Tris-HCl pH 6.8,

    2% w/v SDS, 10% glycerol, 50 mM DTT, 0.1% w/v

    bromophenol blue)를 처리한 후, 12% SDS polyacylam-

    ide gel에서 전기영동을 시행하였으며 Phospho(Ser383)-

    Elk 1을 특이 항체로 이용하여 western blot법으로 검출하

    였다9).

    5. Western blot

    PC-12세포에 10μg/ml의 cisplatin을 5, 10, 15 및 20시

    간 처리한 후 세포를 용해용액(20mM Tris pH 8, 131mM

    NaCl, 1.5mM MgCl2, 1mM EGTA, 50mM NaF, 1% Tri-

    ton X-100, 10% glycerol, 1mM Na3VO4, 1μg/ml leup-

    eptin, 및 1mM PMSF)으로 4℃에서 15분간 용출시켜 100

    μg의 lysate를 12.5% SDS polyacrylamide gel에서 전기

    영동을 시행하였다. 대조군으로는 cisplatin을 처리하지 않

    은 PC-12세포를 사용하였다. Gel 상의 단백질을 Hybond

    ECL(Amersham) membrane에 옮긴다음 옮겨진 memb-

    rane을 5% 탈지분유를 포함한 Tris-buffered saline-

    Tween(TBST, pH 7.6 Tris-HCl, 137mM NaCl, 0.1%

    Tween-20)용액으로 2시간 동안 실온에서 blocking 시켰

    다. Membrane을 1차 항체(1:1000희석)를 4℃에서 천천

    히 흔들어 주며 하룻밤 반응 시켰으며 1차 항체를 제거한

    후 TBST 용액으로 세 번 세척한 뒤 horse peroxidase-

    conjugated anti-rabbit 2차 antibody(1:2000)로 다시

    한 시간 동안 반응시켰다. Membrane을 화학 형광 반응에

    의해 발광시킨 후 암실에서 방사선 감지필름으로 감광시킨

    후 현상하였다10).

    결 과

    1. Cisplatin에 의한 PC-12 세포의 apoptosis

    Cisplatin에 의해 PC-12 세포가 apoptosis되는지 확인

    하기 위하여 apoptosis의 가장 중요한 특징인 DNA frag-

    mentation이 일어나는지를 관찰하였다. Cisplatin을 24시간

    동안 처리한 후 PC-12 세포의 genomic DNA를 추출하여

    전기영동을 실시하였다. Genomic DNA의 laddering patt-

    ern즉 DNA fragmentation은 10μg/ml cisplatin을 처리

    한 후 20시간이 경과한 뒤에 나타났다(Fig. 1). 또 이러한

    DNA fragmentation은 5μg/ml 에서 나타나기 시작하였으

    며 농도의존적으로 나타났다(Fig. 2).

    2. Cisplatin이 SAPK와 MAPK의 활성에 미치는 영향

    Cisplatin에 의한 PC-12 세포의 apoptosis가 어떠한 세

    포내 신호전달기전을 통하여 일어나는지 밝히기 위하여

    SAPK의 활성을 측정하였다. 10μg/ml cisplatin을 처리하

    Fig. 1. Electrophoresis of genomic DNA of PC-12 cells treated with cisplatin. Genomic DNA was isolated from PC-12 cells and fractionated on 2% agarose gels. PC-12 cells were treated with 10 μg/ml cisplatin for indicated ti-mes. Mw:100 base pair molecular weight marker.

    Fig. 2. Dose-dependent induction of DNA fragmentation bycisplatin. Genomic DNA was isolated from PC-12 cellsand fractionated on 2% agarose gels. PC-12 cells weretreated for 24 hours with DMSO vehicle or with the indi-cated concentrations of cisplatin. Mw:100 base pairmolecular weight marker.

  • PC-12 세포에서 Cisplatin에 의한 Apoptosis의 기전

    J Korean Neurosurg Soc/Volume 27/ November, 1998 1478

    였을 때, SAPK의 활성이 2시간까지 지속적으로 증가함이

    관찰되었다(Fig. 3). 이 결과는 cisplatin에 의한 apoptosis

    과정에 SAPK의 활성화가 관여되어 있음을 알 수 있다.

    Cisplatin에 의한 apoptosis 과정 중에 MAPK의 활성이

    변화하는지 관찰하였다. 10μg/ml cisplatin을 처리하였을

    때, MAPK의 활성이 2시간까지 계속 감소함이 관찰되었다

    (Fig. 4).

    3. Cisplatin에 의한 apoptosis 과정 중 Bcl-2 family 단

    백질의 변화

    Cisplatin에 의한 apoptosis의 과정에는 어떠한 Bcl-2

    family 단백질이 관여하는지 확인하기 위하여 이들 단백질에

    대한 항체를 이용하여 western blot을 시행하였다. 10μ

    g/ml cisplatin을 24시간 동안 처리하였을 때 antiapop-

    totic Bcl-2 family 단백질 중 Bcl-2의 발현은 감소하였

    으나, Bcl-xL의 발현은 변화하지 않았다. 그리고 proap-

    optotic Bcl-2 family 단백질 중 Bax의 발현은 변화하지

    않았다(Fig. 5).

    고 찰

    항암제로 널리 쓰이고 있는 cisplatin은 신장, 신경 등에

    서 많은 부작용을 야기하고 있으나 부작용 중 하나인 말초

    신경염은 아직 명확한 병태생리학적 기전이 밝혀지지 않았

    다. 본 연구에서는 신경세포의 대표적인 모델인 PC-12세

    포를 이용하여 cisplatin이 신경세포에서 apoptosis를 야기

    함을 밝혔다. 이는 cisplatin에 의한 말초신경염이 apopto-

    sis에 의해 나타날 수 있음을 의미한다. 또한 본 연구에서는

    cisplatin이 Bcl-2 family 단백질의 발현을 조절하여 apo-

    ptosis를 야기하며, SAPK의 활성증가와 MAPK의 활성억

    제가 관련되어 있음을 보였다.

    Cisplatin은 PC-12 세포에서 apoptosis를 야기하였다.

    이는 cisplatin을 처리한 세포에서 DNA fragmentation이

    나타나는 것을 통해 확인되었다. Cisplatin에 의한 apopto-

    sis는 농도와 시간의존적으로 일어났다. Cisplatin에 의한

    apoptosis는 이미 다른 세포에서도 보고된 바가 있으며

    cisplatin의 항암작용의 한 기전으로 생각되고 있다7). Apfel

    등1)은 cisplatin에 의한 신경염이 신경성장인자(nerve gr-

    owth factor) 에 의해 억제될 수 있음을 이미 보고한 바 있

    다. 신경세포의 apoptosis 또한 신경성장인자에 의해 억제

    되는 것으로 잘 알려져 있다21). 이러한 사실들은 cisplatin

    에 의한 신경염이 cisplatin에 의한 신경세포의 apoptosis

    를 통해 나타남을 시사하는 것이다.

    Cisplatin에 의한 PC-12 세포의 apoptosis과정 중에

    SAPK의 활성이 증가하였다(Fig. 3). 이는 SAPK가 cisp-

    latin에 의한 apoptosis에 관여함을 의미한다. SAPK는

    Fig. 3. Activation of SAPK by cisplatin in PC-12 cells. PC-12cells were treated with 10μg/ml cisplatin at 37℃ bef-ore lysis and subsequent immunoprecipitation/immu-noblotting. Time after exposure to 10μg/ml cisplatin isindicated. This immunoblot is representative of threeseparate experiments. SAPK activity was determinedin aliquots containing equal amounts of total protein(200g) using c-jun fusion protein bead as substrate. Thephosphorylated c-jun fusion protein band is indicated.

    Fig. 4. Inhibition of MAPK by cisplatin in PC-12 cells.PC-12 cellswere treated with 10μg/ml cisplatin at 37℃ before lysisand subsequent immunoprecipitation/immunoblotting.Time after exposure to 10μg/ml cisplatin is indicated.This immunoblot is representative of three separate ex-periments. MAPK activity was determined in aliquotscontaining equal amounts of total protein(200g) usingElk-1 fusion protein as substrate. The phosphorylated Elk-1 fusion protein band and the Ig G band indicatingphospho-MAPK antibody are indicated.

    Fig. 5. Western blots of Bcl-2 related proteins in PC-12 cells. Theexpression of Bcl-2 was decreased in a time-dependentmanner during cisplatin-induced apoptosis without eff-ect on the expression of other members of Bcl-2 relatedproteins which were known to be expressed in PC-12 cells.Time after exposure to 10μg/ml cisplatin is indicated.

  • 이영우 · 오세옥 · 조원호 · 이상호

    J Korean Neurosurg Soc/Volume 27/ November, 1998 1479

    MAPK family의 한 단백질로서 tumor necrosis factor-

    α, interferon-γ, 자외선, 삼투압의 변화 등 여러 가지의

    세포의 stress에 의해 활성화되는 효소인데 c-jun 단백질

    의 amino terminal을 인산화시키는 것으로 알려져 있다15).

    Apoptosis에 있어 SAPK 경로의 중요성은 여러 연구에 의해

    이미 잘 알려져 있다. 즉 dominant-negative c-Jun mu-

    tant21), SAPK antisense oligonucleotide16), SAPK의 중화

    항체6) 등을 통해 SAPK 경로를 억제하였을 때 apoptosis가

    억제됨이 이미 알려져 있다.

    그런데 몇몇 연구에서는 SAPK 활성만으로는 apoptosis를

    일으키지 못한다고 보고하였다. 즉 interleukin-1은 강력한

    SAPK 활성제인데도 항상 apoptosis를 야기하는 것은 아니

    라는 것이다5). 이것은 SAPK의 활성이 apoptosis의 필수조

    건이지 충분조건은 아니라는 것을 의미한다. Xia 등21)은 ap-

    optosis에 있어 SAPK의 활성 뿐만 아니라 MAPK의 억제도

    중요한 역할을 한다고 보고하였다. 그리고 MAPK 경로의

    활성화가 apoptosis를 억제한다는 것이 보고된 바 있다13).

    본 연구에서 cisplatin은 PC-12 세포에서 혈청에 의해 야

    기된 MAPK의 활성화를 억제하였다. 그래서 cisplatin에 의

    한 apoptosis 과정 중에는 SAPK 활성화 뿐만 아니라

    MAPK 의 억제도 중요한 역할을 한다고 사료된다.

    Bcl-2 family 단백질들은 mitochondria의 외막에 주로

    존재하면서, mitochondria에서 cytosol로의 cytochrome C

    나 apoptosis inducing factor(AIF)의 이동을 억제함으로

    써 apoptosis를 조절하고 있다12)22). 이러한 Bcl-2 family

    단백질 중에는 apoptosis를 억제하는 기능(antiapoptotic)

    을 가진 것도 있고, 오히려 apoptosis를 촉진하는 기능(pr-

    oapoptotic)을 가진 것도 있는데 이들은 서로 결합하여 2합

    체를 형성할 수 있으며 antiapoptotic과 proapoptotic의 비

    율에 의해 apoptosis가 조절되는 것으로 알려져 있다12)14).

    본 연구에서 cisplatin에 의한 apoptosis과정 중에 apopt-

    osis를 억제하는 것으로 알려진 Bcl-2의 발현이 감소하였

    다. 그러나 apoptosis를 억제하는 Bcl-x L이나, apoptosis

    를 촉진하는 Bax의 발현은 변화하지 않았다. 그러므로 ci-

    splatin에 의한 apoptosis의 과정에는 Bcl-2의 발현감소가

    관여할 것으로 생각된다.

    결 론

    Cisplatin은 PC-12 세포에서 apoptosis를 야기할 수 있

    고, 이 cisplatin에 의한 apoptosis 과정 중에 Bcl-2의 발

    현이 감소되었으며 여기에는 SAPK의 활성증가와 MAPK

    의 활성억제가 관여할 것으로 사료된다.

    • 논문접수일:1998년 6월 10일 • 심사완료일:1998년 7월 14일 • 교신저자:이 상 호

    602-739 부산광역시 서구 아미 1-10

    부산대학교 의과대학 생리학교실 전화:(051) 240-7732, 전송:(051) 246-6001

    References

    1) Apfel SC, Arezzo JC, Lipson L, et al:Nerve growth factor prevents experimental cisplatin neuropathy. Ann Neurol 31:76-80, 1992

    2) Behl C, Hovey L, Krajewski S, et al:Bcl-2 prevents killing of neuronal cells by glutamate but not by amyloid beta protein. Biochem Biophys Res Comm 197:949-956, 1993

    3) Bruce AC, Carmen JA, Gregory AC, et al:Antineoplastic agents, in Joel GH, Lee EL, Perry BM, et al(eds):Goodman & Gilman’s the pharmacological basis of therapeutics, ed 9. Mc-Graw Hill, 1996, pp1270-1274

    4) Camilleri B, Davi F, Feuillard J, et al:High expression of lat-ent membrane protein 1 of Epstein-Barr virus and Bcl-2 onco-protein in acquired immunodeficiency syndrome-related prim-ary brain lymphomas. Blood 86:432-435, 1995

    5) Dinarello CA:The biological properties of interleukin-1. Eur Cytokine Network 5:517-531, 1994

    6) Estus S, Zaks WJ, Freeman RS, et al:Altered gene expression in neurons during programmed cell death:Identification of c-jun as necessary for neuronal apoptosis. J Cell Biol 127:1717-1727, 1994

    7) Gibb RK, Taylor DD, Wan T, et al:Apoptosis as a measure of chemosensitivity to cisplatin and taxol therapy in ovarian cancer cell lines. Gynecol Oncol 65:13-22, 1997

    8) Golstein P:Controlling cell death. Science 275:1081-1082, 1997

    9) Hanif R, Pittas A, Feng Y, et al:Effects of nonsteroidal anti-inflammatory drugs on proliferation and on induction of ap-optosis in colon cancer cells by a prostaglandin-independent pathway. Biochem Pharmacol 52:237-245, 1996

    10) Jung JS, Preston GM, Smith BI, et al:Molecular structure of the water channel through aquaporin CHIP. J Biol Chem 269:14648-14654, 1996

    11) Kerr JF, Wyllie AH, Currie AR:Apoptosis:A basic biologi-cal phenomenon with wide-ranging implications in tissue kin-etics. Br J Cancer 26:239-257, 1972

    12) Kroemer G, Zamzami N, Susin SA:Mitochondrial control of apopotosis. Immunol Today 18:44-51, 1997

    13) Mansour SJ, Matten WT, Hermann AS, et al:Transformation of mammalian cells by constitutively active MAP kinase kin-ase. Science 265:966-970, 1994

    14) Reed JC:Bcl-2 and the regulation of programmed cell death. J Cell Biol 124:1-6, 1994

  • PC-12 세포에서 Cisplatin에 의한 Apoptosis의 기전

    J Korean Neurosurg Soc/Volume 27/ November, 1998 1480

    15) Sanchez I, Hughes RT, Mayer BJ, et al:Role of SAPK/ERK kinase-1 in the stress-activated pathway regulating transcription factor c-jun. Nature 372:794-798, 1994

    16) Seimiya H, Mashima T, Toho M, et al:c-Jun NH 2-terminal kinase-mediated activation of interleukin-1 beta converting enzyme/CED-3-like protease during anticancer drug-induced apoptosis. J Biol Chem 272:4631-4636, 1997

    17) Thompson CB:Apoptosis in the pathogenesis and treatment of disease. Science 267:1456-1462, 1995

    18) Williams GT:Apoptosis in the immune system. J Pathol 173:1-4, 1994

    19) Williams GT:Programmed cell death:apoptosis and onco-genesis. Cell 65:1097-1098, 1991

    20) Wyllie AH, Kerr JF, Currie AR:Cell death:The significance of apoptosis. Int Rev Cytol 68:251-306, 1980

    21) Xia Z, Dickens M, Raingeaud J, et al:Opposing effects of ERK and JNK-p38 MAP kinase on apoptosis. Science 270:1326-1331, 1995

    22) Yang J, Liu X, Bhalla K, et al:Prevention of apoptosis by Bcl-2:Release of cytochrome c from mitochondria blocked. Science 275:1129-1132, 1997