Sensitization of TNFα and Agonistic FAS/CD95 Antibody-Induced Apoptosis by INFγ on Neuroblastoma Cells

Purpose : $IFN{\gamma}$ sentitizes many tumor cells to $TNF{\alpha}$ and FASL-mediated apoptosis by enhancing the expression of TNF or FAS/CD95 receptor and modulating the activation of caspase and Bcl-2 family. It has been reported that $IFN{\gamma}$ and $TNF{\alpha}$ synergistically caused differentiation and growth inhibition of neuroblastoma cells. Even though some neuroblastoma cell express FASR/FASL on the cell surface, they could not induce apoptosis by ligation of the FAS/CD95 receptor. But the treatment of $IFN{\gamma}$ is reported to induce apoptosis in some neuroblastoma cell lines through the CD95/CD95L autocrine circuit. In this study, we examined whether $IFN{\gamma}$ could affect $TNF{\alpha}$ and agonistic FAS/CD95 antibody(CH-11)-induced apoptosis against neuroblastoma cell lines that had shown diverse drug sensitivity and resistance. Methods : CHLA-15, CHLA-90 and LA-N-2 neuroblastoma cells were cultured in IMDM and treated with recombinant $IFN{\gamma}$, $TNF{\alpha}$ and CH-11 antibody. Cell viability was measured by DIMSCAN with a fluorescent calcein-AM. Apoptosis was analyzed through flow cytometry using Annexin V-PE and 7-ADD staining and confirmed by pancaspase and caspase-8 blocking experiments. The expression of TNF RI and FAS/CD95 receptor was evaluated by flow cytometry using the corresponding antibody and PE-conjugated secondary antibody. Results : $IFN{\gamma}$ or $TNF{\alpha}$ alone had no demonstrable cytotoxic effects, whereas both cytokines in combination induced apoptosis synergistically in CHLA-15 and CHLA-90 cells. Although there was no cytotoxicity with the ligation of CH-11 alone in CHLA-90 cells, pretreatment of $IFN{\gamma}$ increased the sensitivity of CH-11-mediated apoptosis. The expression of TNFRI and FAS/CD95R were non-specifically enhanced after treatment of $IFN{\gamma}$ without relation to sensitivity to $TNF{\alpha}$ and CH-11. This finding suggest up-regulation of both receptors may contribute to sensitization of $TNF{\alpha}$ and CH-11-mediated apoptosis by $IFN{\gamma}$ in only sensitive cell lines. Conclusion : $IFN{\gamma}$ induced sensitization of $TNF{\alpha}$ and agonistic FAS/CD95 antibody-mediated apoptosis on some neuroblastoma cells through up-regulation of TNFRI and FAS/CD95 receptor.

신경모세포종에서 IFNγ에 의한 TNFα와 길항적 FAS/CD95항체 유도성 세포고사의 감작화

목 적 : $IFN{\gamma}$는 다양한 암세포에서 $TNF{\alpha}$와 FAS/CD95 수용체 발현을 증가시키거나 caspase나 Bcl-2 가족의 활성화를 조절하여 $TNF{\alpha}$와 FAS/FASL 유도성 세포고사를 촉진한다. 신경모세포종에서 $IFN{\gamma}$와 $TNF{\alpha}$는 협동적으로 세포 분화를 유도하거나 성장 억제를 일으킨다. 또한 일부 신경모세포종에서 자연적인 FAS 수용체 발현에도 불구하고 그 리간드 자극에 의한 세포고사 유도에는 실패하였고 $IFN{\gamma}$ 투여로 이를 극복할 수 있음이 보고되었다. 본 연구에서는 $IFN{\gamma}$가 $TNF{\alpha}$나 길항적 FAS/CD95 항체 유도성 세포고사를 촉진할 수 있는지 여부를 다양한 항암제에 대한 내성을 가지고 있는 신경모세포종 세포주를 이용하여 알아보았다. 방 법 : CHLA-15, CHLA-90와 LA-N-2 신경모세포종 세포주를 IMDM 배지로 배양하였고 유전자 재조합 $IFN{\gamma}$, $TNF{\alpha}$, 길항적 FAS/CD95 항체(CH-11)를 투여하였다. 세포 생존율은 형광기질인 calcein-AM을 이용한 DIMSCAN을 통하여 측정하였고, 세포고사 정도는 Annexin V-PE와 7-ADD염색을 이용한 유식세포 분석기를 통하여 분석하였고 pancaspase and caspase-8 억제 실험을 통하여 확인하였다. TNF와 FAS/CD95 수용체 표현은 각각에 대한 단클론 항체와 PE가 결합된 이차 항체를 이용하여 유식세포 분석기로 알아보았다. 결 과 : $IFN{\gamma}$ 또는 $TNF{\alpha}$ 단독 투여로는 모든 세포주에서 의의있는 세포 독성을 유도하지 못 했으나 $IFN{\gamma}$와 $TNF{\alpha}$을 병행 투여시에는 CHLA-15과 CHLA-90 세포주에서 의의있는 세포 생존율 감소와 공통 capase경로를 통한 세포고사를 협동적으로 촉진하였다. 또한 길항적 FAS/CD95 항체 단독 투여 시에는 모든 세포주에서 세포 생존율의 변화가 없었으나 $IFN{\gamma}$ 전 처치 후 투여 시에는 CHLA-90 세포주에서 현저한 세포 생존율 변화 및 세포고사를 유도하였다. $INF{\gamma}$ 치료 후 TNFRI와 FASR의 발현이 모든 세포주에서 현저히 증가하였는데 이는 일부 감수성이 있는 신경모세포종에서 $INF{\gamma}$에 의한 $TNF{\alpha}$와 FAS/CD95수용체 유도성 세포고사 촉진의 한 기전이 될 것으로 사료된다. 결 론: 일부 신경모세포종에서 $IFN{\gamma}$가 $TNF{\alpha}$와 길항적 FAS/CD95 항체 유도성 세포고사를 감작화 시켰으며 이는 수용체 발현의 증가와 동반되었다.