Metastasis is main cause of death in cancer patient. Active matrix metalloproteinases (MMPs) play critical role in tumor invasion and metastasis. Many studies have shown that reactive oxygen species (ROS) increase the expression level and activation of MMPs through mitogen-activating protein kinase (MAPK) signaling pathway. a-Lipoic acid (LA), a disulfide compound produced in small quantity in cells, is a multifunctional antioxidant which may be useful in treating pathologies associated with redox imbalance. Based on those reports it was hypothesized that LA can inhibit MMPs expression through MAP Kinase pathway. The invasion of HT1080 human fibrosarcoma cells was inhibited by LA. Furthermore, Gelatin Zymography results displayed that MMP-2 and MMP-9 protein were decreased by LA in a concertaion dependent manner. LA reduced intracellular ROS even in the presence of PMA, a superoxide generator which also activate MMPs. As the oxidation of cystein residue by ROS has now been extended to the inhibition of several phosphatases important for MAPK activation, antioxidant role of LA could related to MMPs expression through the MAPK pathway. As LA concentration was increased, ERK protein level has not changed, but phosphorylation of ERK was reduced. To link MAPK and proteases expressions, the effects of LA of to transcription factors were examined. While cytosolic NF-K.13 was not affected by LA, nuclear translocation of NF-K13 was inhibited with the increased concentration of LA. The expression of c-Jun and c-Fos which are the components of AP-1, were not changed by LA. In this study, it was demonstrated that LA inhibited several essential steps of metastasis. LA has inhibitory effect on tumor cell invasion through MMP-2 and MMP-9 expression and this regulation is mediated by regulation of transcription factor such as NF-iB.
암 전이는 암에 의한 사망의 주요한 원인이다. 암의 침윤과 전이에는세포 기질을 분해하는 MMP 활성이 중요한 것으로 알려져 있다. 최근 많은 연구 결과에서 이러한 MMP의 활성에는 활성산소종이 중요한 역할을 하며, 여기에는 MAPK 신호전달과정이 관련되어 있다는 것이 밝혀졌다. 알파 리포산은 세포내 소량 존재하는 물질로 다양한 항산화 효과로 세포내 전위차 불균형에 따른 질병들의 치료에 유용하다고 알려져있다. 이러한 내용을 토대로 알파리포산이 MAPK 신호전달을 통한 MMP의 발현을 저하시킬 수도 있다는 가설을 세웠다. 알파리포산의 암세포에서의 영향을 알아보기 위해 사람의 섬유육종세포인 HT1080에서의 MMP와 MAP Kinase의 활성을 보았다. 농도에 따라 알파리포산은 HT1080 세포에서의 침윤을 저하시키고, 나아가 MMP-2와 MMP-9 발현을 감소시켰다. 또한 세포내 활성산소 수준을 저하시켰으며 이것은 세포내 활성산소 발현의 증가를 통한 MMP 활성 물질로 알려진 PMA 존재하에서도 마찬가지로 작용하였다. 활성 산소종에 의해 MAP Kinase의 인산화가 영향을 받는 것으로 알려져 있기 때문에, 알파 리포산에 의한 MAP Kinase ERK의 활성을 조사하였을 때, 농도에 따라 전체 ERK의 발현양은 변화가 없는데 반해 ERK의 인산화만 억제된 것을 관찰 하였다. 이러한 MAPK와 단백질 분해효소 억제효과를 연결짓기 위해 MAPK의 전사요소인 NF-κB와 AP-1의 핵 내 활성을 조사하였다. 핵 내 NF-κB의 활성을 알파리포산에 의해 감소하였으나, AP-1의 구성요소인 c-Jun과 c-Fos 모두 변화가 없었다.
이번 연구에서 알파리포산은 암 전이에 필수 단계인 암세포 침윤과 이에 관련된 MMP-2, MMP-9 단백질 분해 효소의 활성을 저하키는 것이 밝혀졌다. 또한 여기에는 MAP Kinase를 통한 NF-κB의 조절이 관여한다는 것을 알게 되었다.
알파리포산은 현재 당뇨병 치료제로서 뿐 아니라 각종 질병의 치료제로, 최근에는 비만 억제제로도 소개된 바 있다. 이번 연구를 통해 이러한 알파리포산의 암세포 전이에 대한 연구의 가능성을 열 수 있었다. 앞으로 알파리포산에 의한 암전이 관련 기작에 관한 연구가 더 수행되야 할 것이다.
