hMAGEA2 promotes prostate cancer progression by regulating EFNA3 signaling pathway : 전립선암에서의 hMAGEA2의 작용 매커니즘에 대한 규명

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The human melanoma-associated antigen A2 (hMAGEA2) is a subfamily of cancer/testis antigens (CTAs). hMAGEA family are considered to affect many types of cancers and are researched as prognostic markers in cancer patients. We investigated how hMAGEA2 works in prostate cancer. First of all, we checked the hMAGEA2 expression level in human prostate tumor tissues compared to the normal prostate tissues. hMAGEA2 was significantly overexpressed in human prostate tumor tissues. To elucidate the function between hMAGEA2 expression and prostate cancer, we established the hMAGEA2 stably knockdown prostate cancer cell lines (PC3M, 22Rv1). We found that hMAEGA2 knockdown cell lines showed significantly decreased the cell proliferation, colony formation, migration and invasion abilities. Since hMAGEA2 knockdown decreased prostate cancer cell growth, we performed the apoptosis analysis. hMAGEA2 knockdown cell lines were significantly increased the apoptotic cells. In our microarray analysis, EphrinA3 (EFNA3) was downregulated in the hMAGEA2 knockdown cell lines. We confirmed that hMAGEA2 regulates EFNA3 by luciferase assay. We also confirmed these results by an in vivo xenograft prostate tumor model and human prostate cancer tissues. In conclusion, hMAGEA2 promotes prostate cancer progression by regulating EFNA3 signaling pathway and could be a potential therapeutic marker in prostate cancer.

국문 초록 (Abstract)

전립선암은 전 세계적으로 남성에게서 자주 진단되는 암이고, 암환자에게서 높은 사망률을 보이는 암이다. 전립선암 환자는 주로 안드로겐 박탈요법 (Androgen-deprivation therapy, ADT)으로 치료를 받지만 내성, 재발 등 여러 가지 문제점들이 남아있기 때문에 효과적인 새로운 치료 마커가 필요한 실정이다.
hMAGEA 유전자는 많은 유형의 암에 영향을 미치는 것으로 알려져 있으며 암 환자에서 예후 인자로 연구되어왔다. 그 중, hMAGEA2 유전자는 여러 종류의 암에서 과발현되어 온 유전자이며 종양유전자의 역할을 한다고 연구된 유전자이다. 하지만 hMAGEA2 유전자와 전립선암과의 상관관계와 매커니즘에 대해 자세한 연구가 부족했기에 본 연구에서 hMAGEA2 유전자가 전립선암에서 어떻게 작용하는지 연구를 수행했다. 우선, 정상적인 전립선 조직과 비교하였을 때, 인간 전립선 종양 조직에서 hMAGEA2 발현 수준을 확인했다. hMAGEA2는 인간 전립선 종양 조직에서 유의하게 과발현되었다. hMAGEA2의 과발현과 전립선암의 상관관계를 설명하기 위해, hMAGEA2 발현억제 된 전립선암 세포주 (PC3M, 22Rv1)를 확립하였다. hMAEGA2 유전자가 발현억제된 세포주에서 hMAGEA2 유전자의 발현이 정상적인 세포주에 비해 세포 증식, 콜로니 형성, 세포 이동 및 침투 능력이 현저히 감소된 것을 실험을 통해 보여주었다. hMAGEA2 유전자의 발현억제가 전립선암 세포주의 성장을 감소시켰기 때문에, 세포사멸 실험을 수행하였다. hMAGEA2 유전자의 발현억제는 세포주의 세포사멸 정도를 유의하게 증가시켰다. 또한, hMAGEA2 유전자의 매커니즘을 연구하기 위한 microarray 분석에서, EphrinA3 (EFNA3)는 hMAGEA2 유전자가 발현억제된 세포주에서 발현이 억제되었다. hMAGEA2 유전자가 EFNA3 EFNA3의 프로모터 부위에 작용을 통해 EFNA3의 발현을 조절함을 확인하였다. 최종적으로 전립선암 세포주의 이종 이식 종양 생쥐 모델 및 인간 전립선암 조직에 의해 이러한 결과를 확인했다. 결론적으로, hMAGEA2는 EFNA3 신호전달경로를 조절함으로써 전립선암 진행을 촉진하고 전립선암에서 잠재적인 치료 마커로서의 가능성을 제시하였다.

목차 (Table of Contents)

• I. Abstract 1
• II. Introduction 2
• III. Materials and Methods 5
• 1. Human samples 5
• 2. Human prostate cell lines and cell culture condition 5
• 3. Expression plasmids and lentiviral infection 6
• 4. Immunohistochemistry 6
• 5. qRT-PCR 7
• 6. Protein extracts and western blot 8
• 7. Immunofluorescence 9
• 8. Proliferation and Anchorage-independent colony formation assay 9
• 9. Transwell migration and invasion assay 10
• 10. Apoptosis assay 11
• 11. Microarray analysis 11
• 12. Dual luciferase reporter assay 12
• 13. Xenograft tumor formation experiments 12
• 14. Statistic analysis 13
• IV. Figure Legends 14
• Figure 1. hMAGEA2 is overexpressed in human prostate cancer. 14
• Figure 2. hMAGEA2 is overexpressed in human prostate cancer cell lines. 16
• Figure 3. Establishment of hMAGEA2 knockdown prostate cancer cell lines. 17
• Figure 4. hMAGEA2 knockdown inhibits cell growth in human prostate cancer cell lines. 18
• Figure 5. hMAGEA2 enhances EMT of human prostate cancer cell lines. 20
• Figure 6. hMAGEA2 knockdown induces human prostate cancer cell apoptosis. 22
• Figure 7. hMAGEA2 knockdown blocks ERK1/2 signaling pathway by transcriptional regulation of EphrinA3. 23
• Figure 8. hMAGEA2 knockdown inhibits the tumor growth In vivo. 25
• V. Supplementary Table 26
• VI. Results 27
• 1. Establishment of hMAGEA2 stably knockdown human prostate cancer cell lines. 27
• 2. hMAGEA2 knockdown inhibits cell growth in human prostate cancer cell lines. 29
• 3. hMAGEA2 knockdown suppresses metastatic abilities of human prostate cancer cell lines. 30
• 4. hMAGEA2 knockdown induces human prostate cancer cell apoptosis. 31
• 5. hMAGEA2 knockdown blocks ERK1/2 signaling pathway by transcriptional regulation of EphrinA3. 32
• 6. hMAGEA2 knockdown inhibits the tumor growth In vivo. 34
• VII. Discussion 35
• VIII. References 39