The Cytotoxic and Apoptotic Effect of Pseudomonas aeruginosa Exotoxin A on Human Leukemia K-562 Cells

인간 백혈병 세포에서 Psuedomonas aeruginosa exotoxin A에 대한 세포독성과 세포자멸사 효과

After reports on regression of cancer in humans and animals infected with microbial pathogens date back more than 100 years, much effort has been spent over the years in developing a wild type or attenuated bacterial and purified bacterial proteins for the treatment of cancer. Pseudomonas aeruginosa exotoxin A (ETA) is known to inhibit cell growth and trigger significant cell death in various cancer cells. Although ETA induces apoptosis of cancer cells, its exact mechanism of action is not known yet. Four different assays were performed in this study: morphological assessment of apoptotic cells, cell cytotoxity, annexin-V binding assay, and cell cycle analysis. The proliferation and survival of the K-562 cells treated with ETA were decreased in a dose dependent manner. In addition, the apoptotic body of K-562 cells was induced by ETA treatment in a dose dependent manner. The ETA-induced apoptosis was confirmed by annexin-V binding assay. Flow cytometric analysis was examined to ascertain whether ETA could arrest the cell cycle at the sub-G1 phase. Our results suggest that P. aeruginosa ETA inhibits cell growth and induces apoptosis in human leukemia K-562 cells.

약 100년 전에 박테리아가 암을 억제한다는 보고를 바탕으로 다양한 미생물이 항암효과를 가지는 백신 개발에 이용되거나 또는 미생물의 세포 밖 독소 단백질을 찾아내고 있다. Psuedomonas aeruginosa exotoxin A(ETA)는 암세포에서 세포성장을 억제하고 세포 죽음을 유발하는 것으로 알려져 있다. 하지만 ETA가 세포 자멸사를 유도하는 정확한 기전은 아직 알려져 있지 않다. 따라서 본 연구에서는 세포자멸사의 유도를 확인하기 위해 K562 cell을 이용하여 세포의 형태학적 변화, 세포독성, Annexin-V binding assay 그리고 세포주기를 분석하였으며, 그 결과로 ETA는 K-562세포에서의 세포증식과 성장을 억제하였고, 세포자멸사 기작을 통한 K-562 암세포의 사멸을 일으켰음을 관찰하였다. 또한 flow cytometric analysis에서는 ETA가 세포주기 중 특히 sub-G1 기를 정지시키는 것으로 나타났다. 본 연구는 ETA가 인간 백혈병 K-562 암세포의 세포성장을 억제하고 sub-G1 기를 정지시킴으로서 세포자멸사를 유도하고 있음을 확인하였다.