S-allylcysteine 매개 caspases의 활성화 및 PARP의 불활성화를 통한 HeLa 세포주의 증식 억제효과

Abstract

본 연구에서는 인간 자궁경부암세포주에서 S-allylcysteine (SAC)이 세포자멸경로에 중요한 역할을 담당하는 initiator caspase의 하나인 caspase-9와 effector caspase에 속하는 caspase-3 및 caspase-7 그리고 DNA 복구에 관여하는 poly ADP-ribose polymerase (PARP)의 발현조절에 미치는 영향과, SAC에 의한 이러한 세포자멸 및 DNA 복구 관련 단백질의 발현변화가 세포증식억제를 통한 기능적 작용을 유발하는지를 조사하였다. 단백질 발현분석 결과, 특히 50 mM의 SAC로 48시간 동안 처리하였을 경우, procaspase-3, -7, -9 및 PARP의 발현은 각각 94%, 38%, 95% 및 64% 감소되었으며, 이와 반대로 caspase-3, -7, -9 및 cleaved-PARP의 발현은 현저히 증가되었다. 또한 cell proliferation assay 결과, 20 mM 이상의 SAC 처리는 6, 12, 24 및 48시간에서 농도 및 시간 의존적인 세포증식 억제효과를 나타내었다. 이러한 결과는 SAC 처리가 자궁경부암세포의 증식을 억제하며, 이에 대한 가능한 분자적 작용기전들 중의 하나로 세포자멸과정 중 initiator caspase의 하나인 caspase-9의 활성을 유도하고 이에 따른 effector caspase인 caspase-3과 caspase-7의 활성을 촉진시킬 뿐만 아니라 DNA 복구에 관여하는 PARP의 불활성화를 초래함으로써 세포자멸 유도에 관여하는 것으로 사료된다. Our previous study suggested that S-allylcysteine (SAC) inhibits the proliferation of the human cervical cancer cell line, HeLa, at least in part through the induction of apoptosis and cell cycle arrest. To further analyze the specific molecular mechanism(s) by which SAC mediates its antiproliferative effects, this study examined the role of SAC in regulating the protein expression of initiator caspase (caspase-9), effector caspases (caspase-3 and caspase-7), and poly-ADP-ribose polymerase (PARP) in HeLa. Western blot analysis showed that when cells were treated with 50 mM SAC for 48 hr, the expression of procaspase-3, -7, and -9 and PARP was reduced by 94%, 38%, 95%, and 64%, respectively, as compared to the untreated control. In contrast, the expression of caspase-3, -7, and -9 and cleaved-PARP was markedly increased by SAC treatment. The SAC-mediated changes in the expression of these proteins were correlated with the concomitant inhibition of cellular proliferation by SAC. The cell proliferation assay showed that HeLa treatment with more than 20 mM SAC for 6-48 hr resulted in both concentration- and time-dependent inhibition of cellular proliferation. These results indicate that the SAC-induced antiproliferative effect in HeLa may be mediated at least in part through the activation of caspase-9, followed by the activation of caspase-3 and caspase-7 as well as the inactivation of PARP, thus leading to cellular apoptosis.