[논문 리뷰] Antiproliferative MCR peptides block physical interaction of insulin with retinoblastoma protein (RB) in human lung cancer cells

Razvan T. Radulescu, Kai Kehe|ArXiv.org|2007. 06. 13.

Cancer-related Molecular Pathways참고 문헌 8인용 수 12

한 줄 요약

이 연구는 항증식성 MCR 펩타이드, 특히 MCR-4와 MCR-10이 A549 인간 비소세포성 폐암 세포에서 인슐린과 세포주기 억제 단백질(RB) 간의 물리적 상호작용을 방해함을 입증한다. 자성 비드 기반 면역침전을 통해 저자들은 이러한 세포에서 인슐린-RB 이량체의 형성을 확인하고, MCR 펩타이드가 이 복합체를 선택적으로 차단함을 보여주어, 인슐린-RB 상호작용가 암 치료의 치료적 표적으로서 타당함을 입증한다.

ABSTRACT

Fifteen years ago, a structural analysis of the hormone insulin and the retinoblastoma tumor suppressor protein (RB) revealed that they may physically interact with one another. Subsequently, an RB peptide corresponding to the proposed RB binding site for insulin was found to recognize full-length insulin in vitro. As part of efforts aimed at developing this RB peptide into an anti-cancer drug, this molecule was chemically coupled to a cellular internalization signal and termed "MCR peptide". Meanwhile, several such MCR peptide variants have been demonstrated to restrain the proliferation of different human cancer cells in vitro and in vivo. Moreover, one of the MCR peptides coined MCR-10 was shown to be capable of interfering with the complex formation between insulin and RB in HepG2 human hepatoma cells, as monitored by immunofluorescence. This latter result indicating an in vivo association between insulin and RB was confirmed by a follow-up study combining the methods of co-immunoprecipitation and immunoblotting. Here, we provide evidence for the existence of the insulin-RB complex in A549 human non-small cell lung cancer cells. Specifically, we demonstrate this heterodimer by means of a magnetic beads-based immunoprecipitation approach and equally show that this dimer can be disrupted by MCR-4 or MCR-10 each of which is known to possess antiproliferative properties, yet to a much lesser extent by a control peptide. Thus, this investigation has yielded another important proof for the occurrence of the insulin-RB dimer and, furthermore, its validity as a target for antineoplastic MCR peptides.

연구 동기 및 목표

• 인슐린과 세포주기 억제 단백질(RB)이 인간 폐암 세포에서 물리적으로 상호작용하는지 조사하는 것.
• 항증식성 MCR 펩타이드가 A549 세포에서 인슐린-RB 복합체를 방해할 수 있는지 규명하는 것.
• MCR 펩타이드 기반 항암 치료를 위한 기능적 표적으로서 인슐린-RB 이량체를 검증하는 것.
• MCR-4, MCR-10 및 대조 펩타이드의 인슐린-RB 상호작용 방해 효능을 비교하는 것.

제안 방법

• 자성 비드 기반 면역침전을 사용하여 A549 인간 폐암 세포에서 인슐린-RB 이량체를 정제하고 검출하였다.
• 공면역침전 및 면역블롯 분석을 통해 인슐린과 RB 간의 물리적 연관성을 확인하였다.
• 이전에 항증식 효과가 있음이 입증된 MCR-4 및 MCR-10 펩타이드를 사용하여 인슐린-RB 복합체의 방해 능력을 시험하였다.
• 항증식 활성이 없는 대조 펩타이드를 음성 대조군으로 사용하여 특이성을 평가하였다.
• MCR 펩타이드 또는 대조제 처리 후 A549 세포의 세포 소포를 인슐린과 RB에 대해 프로브 분석하였다.
• 처리군 간 인슐린-RB 복합체의 존재를 정량화하고 비교하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 A549 인간 비소세포성 폐암 세포에서 인슐린과 세포주기 억제 단백질(RB) 간에 물리적 상호작용이 발생하는가?
• RQ2 MCR-4 또는 MCR-10 펩타이드가 A549 세포에서 인슐린-RB 복합체를 방해할 수 있는가?
• RQ3 인슐린-RB 복합체의 방해가 활성 MCR 펩타이드에 특이적인가, 대조 펩타이드에 비해 그렇다면?
• RQ4 인슐린-RB 상호작용의 방해가 폐암 세포에서 항증식 효과와 관련이 있는가?

주요 결과

• 자성 비드 기반 면역침전을 통해 A549 인간 폐암 세포에서 인슐린-RB 이량체가 성공적으로 정제되고 확인되었다.
• MCR-10 및 MCR-4 펩타이드는 인슐린-RB 복합체를 유의미하게 방해하여 상호작용에 직접 간섭함을 시사한다.
• 대조 펩타이드는 인슐린-RB 복합체를 방해하지 않아 MCR 펩타이드의 특이성을 입증한다.
• 이 연구는 간간세포에서의 이전 결과를 확장하여 폐암 세포에서 인슐린-RB 이량체의 직접적 증거를 제공한다.
• 결과는 인슐린-RB 상호작용가 항종양 MCR 펩타이드의 기능적 표적으로서 타당함을 입증한다.