연구배경 : 폐암은 진단 당시 이미 국소 침윤이나 원격 전이가 된 경우가 많고 이에 대한 적절한 치료법이 없기 때문에 예후가 불량하다. TIMP(tissue inhibitor of metalloproteinase)는 암세포의 침윤 및 전이에 중요한 역할을 하는 metalloproteinase를 억제하는 물질로서 생체 내에 존재하는 전이 억제 물질이다. 본 연구는 아데노바이러스를 이용한 TIMP 유전자 치료법을 개발하여 폐암의 치료에 응용하고자 하였다. 방법 : 폐암세포는 침윤 및 전이 능력이 큰 Calu-6를 사용하였다. TIMP-2 유전자를 pACCMVpLpA에 subcloning 한 후 pJM17과 함께 293 cell에 cotransfection 한 후 homologous recombination을 이용하여 Ad-TIMP-2를 제작하였다. Ad-TIMP-2를 Calu-6 cell에 이입하여 TIMP-2 protein 이 생산되는지를 TIMP-2 ELISA를 이용하여 확인하였고 TIMP-2의 생물학적 활성은 zymography로 확인하였다. Soft agar clonogenic assay로 종양형성능을 평가하였다. Ad-TIMP-2로 처리한 calu-6를 6주간 soft agar에서 키운 후 육안으로 보이는 colony 수를 측정하였다. Matrigel을 이용하여 invasion assay를 시행하여 calu-6의 침윤 능력의 변화를 평가하였다. 결과 : TIMP-2 ELISA 결과, 모세포 calu-6와 Ad-$eta$-gal 이입 calu-6 그리고 Ad-TIMP-2 이입 calu-6는 각각 0.44, 0.43, 20.7 ${mu}g/10^6$ cells/72hrs의 TIMP-2를 생산하였다. Zymography 결과 Ad-TIMP-2에 의해 생산된 TIMP-2는 matrix metalloproteinase-2의 gelatin 분해 효과를 억제하여 생물학적 활성을 확인할 수 있었다. Soft agar clonogenic assay 결과, 모세포인 calu-6는 453$pm$53개, Ad-$eta$gal과 Ad-TIMP-2 이입된 calu-6는 각각 332$pm$35, 280$pm$45개의 colony가 형성되어 유의한 감소를 보이지 못했다. Invasion assay 로 모세포 calu-6 에 대한 침윤율을 평가한 결과, Ad-$eta$gal과 Ad-TIMP-2가 이입된 calu-6(10moi)는 각각 71$pm$8.9%, 12$pm$8.4%의 침윤율을 보였으며 $eta$-gal 군에 비해 TIMP-2군이 유의하게 침윤율이 낮았다. 결론 : Ad-TIMP-2는 폐암 세포의 종양형성능을 억제하지 못하였으나 침윤은 억제하여 TIMP-2가 폐암 유전자 요법에 이용될 가능성을 제시해 주었다.
Background : Tissue inhibitor of metalloproteinase is a natural inhibitor that counteracts pro teolytic enzymes essential to the invasion of cancer cell. Whether or not TIMP-2 gene transfer via adenovirus could inhibit the invasion of lung cancer cell iη vitro was evaluated for the future purpose of gene therapy against lung cancer. Methods : Recombinant adenovirus-TIMP-2(Ad-TIMP-2) was generated by homologous recombination after pACCMV-TIMP-2 and pJM17 were cotransfected into 293 cell by standard calcium phosphate coprecipitate method. Calu-6, one of the most invasive lung cancer cells, was transduced with Ad-TIMP-2 or Ad-$eta$gal. Anchorage-independent growth and invasiveness were assessed by soft agar clonogenicity assay and invasion assay using two-chamber, well divided by matrigel. Results : Ad-TIMP-2 transduced calu-6 cells produced biologically active TIMP-2 more than 50 times more than parental calu-6. TIMP-2 gene transfer did not suppress the in vitro tumorigenicity. However, two chamber well assay revealed that Ad-TIMP-2 transduction reduced the invasiveness of calu-6 efficiently (12% compared with parental cell) even at low 10moi. Conclusion : Even though TIMP-2 gene transfer did not inhibit in vitro tumorigenicity, it did inhibit invasion of lung cancer cell in vitro. The inhibition of invasion by Ad-TIMP-2 may be a useful strategy for the treatment of lung cancer.
