유방암 세포와 간암세포에 있어서 에스트로겐 수용체의 전사조절기능에 대한 Xenobiotic 핵 수용체 (Constitutive Androstane Receptor, Steroid and Xenobiotic Receptor, Peroxisome-Proliferator-Activated Receptor γ )의 영향 비교분석

Comparison and Analysis between Human Breast Cancer Cells and Hepatoma Cells for the Effects of Xenobiotic Nuclear Receptors (Constitutive Androstane Receptor, Steroid and Xenobiotic Receptor, and Peroxisome-Proliferator-Activated Receptor γ ) on the Transcriptional Activity of Estrogen Receptor

지금까지 estrogen 호르몬이 유방암의 발생과 진전에 관여한다는 사실을 뒷받침 할 수 있는 여러 가지 증거가 제시되어 왔지만, 암화에 관여하고 있는 estrogen의 분자생물학적 작용기전에 대해서는 아직 명확히 알려져 있지 않다. 유방암 세포의 발암현상은 다양한 핵 수용체들과 이들 각각의 신호전달경로들 사이의 기능적 상호교류 (Functional Cross-talk)에 의해 조절되는 것으로 추측되고 있다. 그러므로, 유방암세포의 성장과 증식에 관여하는 신호전달경로중에서 estrogen의 작용을 조절할 수 있는 핵 수용체를 밝혀내고, 이러한 수용체와 estrogen receptor사이에 어떠한 기능적 상호교류가 일어나는지를 규명하는 것은 암화와 관련된 estrogen의 분자생물학적 작용기전을 이해하는 데 중요한 진전을 가져올 수 있다. 따라서 본 연구의 목적은 유방암세포 내에서 estrogen의 작용이 xenobiotic nuclear receptor에 의해 조절되는지를 규명하기 위하여, 두 종류의 유방암세포인 estrogen receptor가 발현되는 MCF-7 세포와 ER의 발현이 일어나지 않는 MDA-MB-231세포를 배양하여, 에스트로겐에 의해 전사가 촉진되는 보고유전자의 발현이 CAR, SXR, 그리고 PPAR${\gamma}$에 의해서 어떻게 영향을 받는지를 조사하고 그 결과를 간암세포에서의 반응과 비교 분석하였다. 최근에 보고된 연구결과와 일치하게, xenobiotic nuclear receptor가 간세포에서 일어나는 에스트로겐 수용체의 신호전달경로에 영향을 줄 수 있음을 확인하였다. PPAR${\gamma}$를 제외한 핵 수용체 CAR와 SXR은 ER의 전사활성 효과를 현저하게 또는 어느 정도 각각 감소시켰다. Hep G2세포에서와는 달리 유방암세포에서는 조사된 세가지의 xenobiotic 핵 수용체가 ER의 전사활성에 그다지 영향을 미치지 않거나 유방암세포의 종류와 각각의 수용체에 따라서 다소 촉진하는 경향을 나타내었다. MCF-7 세포에서는 CAR와 PPAR${\gamma}$을 제외한 SXR이 ER의 transactivation 효과를 약간 촉진한 반면 MDA-MB-231세포는 SXR을 제외한 CAR와 PPAR${\gamma}$에 의해 ER의 transactivation 효과가 약간 증가되는 경향을 보였다. 이러한 결과는 유방암세포에서는 CAR, SXR, PPAR${\gamma}$과 같은 xenobiotic nuclear receptor에 의한 ER transactivation 효과가 간암세포와는 다르게 나타나며, 유방암의 종류에 따라서 endogenous CAR, SXR, PPAR${\gamma}$수용체가 다르게 발현됨으로써 이들에 대한 반응이 서로 상이한 특징을 나타낼 수 있을 것으로 사료된다. 따라서 estrogen receptor에 의해 매개되는 estrogn의 전사활성조절기전이 표적세포에 따라 다른 경로를 포함 할 수 있음을 시사한다.

The purpose of this study was to examine the effects of xenobiotic nuclear receptors, CAR, SXR, and PPAR${\gamma}$ on the transcriptional activity of estrogen receptor in human breast cancer cell lines and compare with those in human hepatoma cell line. Two different breast cancer cell lines, MCF-7 and MDA-MB-231 were cultured and effects of CAR, SXR, and PPAR${\gamma}$ on the ER-mediated transcriptional activation of synthetic (4ERE)-tk-luciferase reporter gene were analyzed. Consistent with the previous report, CAR significantly inhibited ER-mediated transactivation and SXR repressed modestly whereas the PPAR${\gamma}$ did not repress the ER-mediated transactivation. However, in breast cancer cells neither of the xenobiotic receptors repressed the ER-mediated transactivation. Instead, they tend to increase the transactivation depending on the cell type and xenobiotic nuclear receptors. In MCF-7, SXR but neither CAR nor PPAR${\gamma}$ slightly increased ER-mediated transactivation whereas in MDA-MB-231, CAR and PPAR${\gamma}$ but not SXR tend to increase the transactivation of the reporter gene. These results indicate that the effects of ER cross-talk by the CAR, SXR, and PPAR${\gamma}$ , are different in breast cancer cells from hepatoma cells. In conclusion, the transcriptional regulation by estrogen can involve different cross-talk interaction between estrogen receptor and xenobiotic nuclear receptors depending on the estrogen target cells.