Radio-sensitivity of Human Colorectal Cancer Cell is Regulated by Potassium Cyanate

Potassium cyanate (KCN) is an inorganic reagent and can induce the post-translation carbamylation of proteins. The carbamylated reaction in the body is involved in cell death in various diseases. According the results in our previous study, KCN enhances the radiosensitivity of human colorectal cancer cell line, HCT 116 cells. However, it was not enough to confirm the mechanism that KCN works in these cells. To determinated the mechanisms of KCN in the cells with increased radiosensitivity, HCT 116 cells were treated KCN with low-dose gamma-radiation. And then, we examined alteration of the cell cycle, cell proliferation, cytokine level and the activation of cell signaling protein. As a result, cell cycle arrest and cell death were induced by the activation of caspase-3 and PARP in the irradiated cells with KCN treatment. These changes of the irradiated cell with KCN treatment were induced by the release of $TNF-{\alpha}$ via $NF-{\kappa}B$ activation. In conclusions, enhanced radio-sensitivity mediated by KCN induced cell death and it occurs by $NF-{\kappa}B$-dependent $TNF-{\alpha}$ production.

Potassium cyanate에 의해 조절되는 사람 대장암 세포의 방사선 감수성 변화

Potassium cyanate는 무기화합물로 단백질의 번역 후 과정에서 카바밀화(carbamylation)을 유도할 수 있고 이러한 카바밀화 반응은 다양한 질병 및 조건에서 세포의 사멸과 관련이 있다. 이전 연구결과에서 KCN은 사람 대장암 세포주인 HCT 116세포의 방사선 감수성을 향상시키는 것을 확인하였지만 그 기전을 명확히 규명하기에는 많이 부족한 실정이다. 본 연구에서는 방사선에 다소 저항성을 가지는 대장암 세포에서 KCN이 방사선 감수성을 향상시키고 세포사멸 시키는 기전을 확인하기 위해 2 mM의 KCN 처리 후 저 선량의 광자선을 조사하여 세포주기, 세포 생존율, 세포 사멸 관련 단백질(caspase-1, PARP) 발현량, $TNF-{\alpha}$ 분비 및 $TNF-{\alpha}$ 관련 전사인자($NF-{\kappa}B$)의 연관성을 확인하였다. 그 결과 KCN 처리 후 광자선을 조사한 세포에서 caspase-3 및 PARP의 활성이 증가하고 이는 세포주기의 정지와 세포사멸을 유도하였다. 또한 이 과정에서 DNA 전사인자인 $NF-{\kappa}B$에 의해 세포 외로 $TNF-{\alpha}$를 지속적으로 분비하여 세포사멸에 관여함을 확인하였다. 이러한 결과들을 토대로 KCN이 radiosensitizer로서 작용할 수 있는 가능성이 있다고 사료된다.