Sulforaphane에 의한 HeLa 인체자궁경부함세포의 증식 억제 기전 연구

Abstract

브로콜리와 같은 십자화과 식물에서 glucoraphanin의 가수분해를 통해 생성되는 isothiocyanate의 일종인 sulforaphane은 강력한 항암효과를 가지며, 역학적 조사를 포함한 다양한 선행 연구에서 androgen 비 의존적으로 성장하는 전립선 암세포의 증식을 억제하는데 효과가 있었다. 최근 연구 결과에 따르면 sulforaphane은 다양한 인체암세포의 증식을 억제하고 apoptosis를 유발할 수 있는 것으로 알려지고 있으나, 정확한 분자생물학적 기전은 밝혀져 있지 않은 상태이다. 본 연구에서는 sulforaphane의 항암작용 기전을 조사하기 위하여 HeLa 인체자궁경부암세포의 증식에 미치는 sulforaphane의 영향을 조사하였다. Sulforaphane의 처리에 의한 HeLa 세포의 증식억제 및 형태적 변형은 세포주기 C2/M arrest 및 apoptosis 유발과 밀접한 관련이 있음을 알 수 있었다. RT-PCR 및 Western blot 분석 결과, sulforaphane 처리에 의하여 cyclin A 및 cyclin-dependent kinase (Cdk)4 단백질의 발현이 선택적으로 저하되었으며, Cdc2, Cdk inhibitor인 p16 및 p21의 발현은 증가되었다 그러나 sulforaphane은 cyclooxygenases의 발현이나 telomere 조절에 중요한 역할을 하는 인자들의 발현에는 큰 영향을 주지 못하였다. Sulforaphane의 항암 기전을 규명하기 위해서는 더 많은 연구가 부가적으로 필요하겠지만, 본 연구의 결과들에 의하면 sulforaphane은 강력한 인체암세포의 증식 억제 및 항암작용이 있을 것을 시사하여 준다고 할 수 있다. Sulforaphane, an isothiocyanate derived from hydrolysis of glucoraphanin in broccoli and other cruciferous vegetables, was shown to induce phase II detoxification enzymes and inhibit chemically induced mammary tumors in rodents. Recently, sulforaphane is known to induce cell cycle arrest and apoptosis in human cancer cells, however its molecular mechanisms are poorly understood. In the present study, we demonstrated that sulforaphane acted to inhibit proliferation and induce morphological changes of human cervical carcinoma HeLa cells. Treatment of HeLa cells with <TEX>$10{\mu}M\;or\;15{\mu}M$</TEX> sulforaphane resulted in significant G2/M cell cycle arrest as determined by flow cytometry. Moreover, <TEX>$20{\mu}M$</TEX> sulforaphane significantly induced the population of sub-G1 cells (9.83 fold of control). This anti-proliferative effect of sulforaphane was accompanied by a marked inhibition of cyclin A and cyclin-dependent kinase (Cdk)4 protein and concomitant induction of Cdc2, Cdk inhibitor p16 and p21. However, sulforaphane did not affect the levels of cyelooxygenases and telomere-regulatory gene products. Although further studies are needed, the present work suggests that sulforaphane may be a potential chemoprevetive/ chemotherapeutic agent for the treatment of human cancer cells.