Since the importance of exosomes which are one of the tools of cell-cell communication in the tumor microenvironment has emerged, many studies on exosomes have been conducted. It is known that there is a gradient of nutrients such as glucose depending on the distance from blood vessels in the tumor microenvironment. Recently, a glucose gradient was confirmed in gastric cancer tissue, and it was revealed that specific metabolic activities exist for each cell at each location in the tumor tissue. Research is needed because exosomes, one of the important mediators in cell-cell communication, can be involved in these metabolic activities. However, exosomes obtained through conventional two-dimensional cell culture are different from exosomes in actual blood exosomes, so a new in vitro model is needed. In this thesis, proteomic analysis was performed on gastric cancer cell-derived exosomes grown in a three-dimensional collagen hydrogel depicting the glucose concentration gradient and extracellular matrix in the tumor microenvironment. It was confirmed that the protein composition of exosomes secreted by gastric cancer cells grown in environments with different glucose concentrations was changed, and the effect of 3D cell culture was also confirmed. Biomarkers of each exosome were found through proteomic analysis of exosomes obtained in each glucose concentration environment. The exosome-derived biomarkers obtained in this way can be used as indicators to detect changes in the tumor microenvironment of actual gastric cancer patients.
복잡한 종양 미세환경 내 세포 간의 신호 전달 수단 중 하나로 알려진 엑소좀에 대한 중요성이 떠오른 이후로 많은 연구가 이루어졌다. 종양 미세환경 내에는 혈관과의 거리에 따라서 포도당과 같은 영양분의 기울기가 존재한다. 최근 위암 조직에서 실제로 포도당 기울기가 확인되었으며 종양 조직 내에서도 위치마다 세포별로 특이적인 대사 활동이 존재함이 밝혀졌다. 이러한 대사 활동에서 세포 간의 신호전달의 중요한 매개체 중 하나인 엑소좀이 관여할 수 있어 이에 대한 연구가 필요하다. 하지만 기존의 2차원 세포 배양을 통해 얻은 엑소좀은 실제 혈액 내 엑소좀과 달라 새로운 생체 외 모델이 필요하다. 본 학위논문에서는 종양 미세환경 내 포도당 농도 기울기와 세포외기질을 묘사한 3차원 콜라겐 하이드로겔에서 키운 위암세포 유래 엑소좀에 대해 단백체학 분석을 진행하였다. 포도당 농도가 다른 환경에서 자란 위암세포가 분비한 엑소좀의 단백질 구성이 달라짐을 확인하였으며 3차원 세포 배양이 미치는 영향 또한 확인하였다. 각각의 포도당 농도환경에서 얻은 엑소좀에 대한 단백체학 분석을 통해 각각의 엑소좀이 가진 바이오마커를 발견하였다. 이렇게 얻은 엑소좀 유래 바이오마커를 통해 실제 위암 환자의 종양 미세환경 내 변화를 알아내는 지표로서 이용할 수 있을 것이다.
