Gene therapy is becoming a potential strategy for the treatment of cancer. For cancer gene therapy to reach its full potential, the expression of the therapeutic genes needs to induce the death of tumor cells. Apoptosis is cell death that occurs in healthy cells to maintain harmony in cellular society. Expression of pro-apoptotic genes induces apoptosis in cancer cells and offers the enhanced efficiency of gene therapeutics.
Recombinant molecule, rev-caspase-3, is capable of autocatalytic processing in an in vitro translation reaction, suggesting that the rev-caspase-3 is catalytically active. The expression of the rev-caspase-3 has been suggested to be used in gene therapy for its ability to induce apoptosis. The N- terminal fragment of poly(ADP-ribose) polymerase(PARP) also has been shown to stimulate apoptosis by inhibiting DNA repair as well as maintaining cellular energy. The tumor suppressor , p53, is a nuclear phosphoprotein that functions as a DNA damage-inducible sequence specific transcription factor.
In this study, the effects of pro-apoptotic genes on the induction of cell death were examined in cultured HeLa cells after UVC irradiation. Delivery of plasmid DNA to the cells was performed using polyethylenimine(PEI, a polycationic polymer) or lipofectamine.
Rev-caspase-3, N-terminal fragment of PARP, p53 and N-terminal fragment of p53 were appeared to play positive roles in triggering apoptosis. In cancer gene therapy models, these pro-apoptotic genes might be used to stimulate the death of tumor cells.
This study also demonstrated that transfection by polyethylenimine(PEI) was as efficient as the commercial lipofectamine.
Fas는 종양 괴사 인자 슈퍼패밀리에 속하고 세포 표면에 존재한다. Fas는 사멸 도메인(Death Domain)을 가지고 있고, 이 도메인들이 사멸 유발 신호 콤플렉스(DISC)를 형성하는 Fas 관련 사멸 도메인(FADD)와 케스페이즈-8를 모으고 궁극적으로 세포예정사를 유발한다. 그러나, Fas는 또 다른 패쓰웨이를 거쳐서 세포예정사를 유발하는 데, 여기에 Daxx 단백질이 신호를 매개한다. Daxx 단백질이 Fas를 Jun N 말단 카이네이즈(JNK)로 연결 시키는 것으로 잘 알려져 왔다. Daxx는 주로 핵 내에 존재한다. 그러나, 어떤 자극에 의해 Daxx는 세포질로 이동하게 되고, 세포질에서 Daxx는 Fas에서 JNK로 연결되는 세포예정사 신호를 매개하는 역할을 수행한다. 이스트 투 하이브리드 스크린을 통해 Speckle-type POZ-도메인 단백질(SPOP)이 Daxx 단백질과 결합하는 것을 발견했고, Glutathione S-transferase (GST) pull down과 웨스턴 블랏팅으로 SPOP이 293 세포 내에서도 Daxx에 결합하는 것을 확인했다. SPOP과 Daxx mutant들을 이용한 결합 조사에서 SPOP은 Daxx의 C 말단에 결합하는 것을 보였고, Daxx는 SPOP의 N 말단에서 결합하는 것을 확인했다. Daxx 단백질을 과발현하는 293세포에서 anti-Fas 자극은 특이적으로 세포예정사를 증가시켰다. 본 논문은 SPOP이 Daxx의 기능에 영향을 주는 지 그리고 어떻게 주는 지를 탐구했다. anti-Fas를 통한 Fas 매개 세포예정사의 촉발에도 불구하고, SPOP 과발현은 Daxx에 의한 세포예정사를 감소시켰다. 게다가, anit-Fas 처리를 하고 SPOP mutant들을 과발현 했을 때 SPOP의 C 말단이 Daxx 단백질의 pro-apoptotic 기능 억제에 관련 있음을 시사 했다.
