Epigenetic gene silencing of secreted antagonists in the Wnt/β-catenin signaling pathway was known to play an important role in many human cancers. My study was designed to demonstrate that DICKKOPF-1 (DKK-1), encoding a secreted Wnt antagonist, is transcriptionally repressed by epigenetic alterations in cervical carcinoma cell lines. Two out of eight cervical cancer cell lines examined were found to be regulated by either of the two epigenetic mechanisms. Promoter CpG hypermethylation constitutes a major epigenetic alteration in SNU-703, and histone deacetylation in HeLa cells. These findings were consistent with the restoration of DKK-1 transcription after treatment with DNA-demethylating agent or histone deacetylase (HDAC) inhibitor in the relevant cell lines. Conventional methods for DNA methylation analysis e.g., MSP, COBRA, and bisulfite sequencing were used to examine CpG-island methylation status at the 5’-end region of DKK-1. In order to perform accurate estimation of DNA methylation level, nine cervical cancer cell lines were subjected to capillary electrophoresis. These data suggests that cervical cancer cell lines exploit cell line-dependent, differential epigenetic mechanisms for DKK-1 silencing. To obtain methylation profile of the secreted Wnt-antagonist gene family in cervical cancer cell lines, qualitative and quantitative assays for promoter methylation of DKK-3, SFRP1, SFRP2, SFRP4, SFRP5 and WIF-1 were carried out by MSP and CE. The result suggests that hypermethylation at the 5’-end region of the secreted Wnt-antagonist gene family is a common event in cervical cancer cell lines. Aberrant promoter methylation profile of these genes can be used as a diagnostic biomarker and a molecular target for future anti-cancer therapeutics.
많은 암 발생 과정에서 종양 억제 유전자들이 DNA 메틸화와 같은 후유전적 메커니즘에 의해 발현이 억제되고 있다. 다양한 종류의 암에서 이상이 발견되고 있는 Wnt/β-catenin 신호 전달의 경우, 몇몇 구성 요소 유전자들의 돌연변이와 함께 후유전적 조절 이상이 나타나고 있는데, 최근에 많은 암에서 분비형 Wnt 길항유전자들의 후유전적 발현 억제가 보고되고 있다. 특히, 자궁경부암의 경우 HPV에 의해 감염된 세포가 주로 Wnt 신호 전달의 이상 활성화를 통해 발암과정을 일으키고 있으나, 이에 관련된 분비형 Wnt 길항 유전자들의 후유전적인 변화는 아직 밝혀지지 상태이다.
이 논문에서는 인간 자궁경부암 세포주에서 분비형 Wnt 길항유전자 중 하나인 DKK-1 유전자의 후유전적 조절 현상을 조사하고, DNA 메틸화와 histone 디아세틸화에 의한 mRNA 전사 억제 현상을 최초로 보고하였다. 전통적인 메틸화 연구 방법 외에, 모세관 전기 이동 방법 (CE)을 이용하여 보다 정확하게 특정 유전자의 5’ 말단 부위의 메틸화를 정량 분석하는데 성공하였다. DKK-1 이외의 다른 분비형 Wnt 길항 유전자들인 DKK-3, SFRP1, SFRP2, SFRP4, SFRP5 그리고 WIF-1의 프로모터 부위도 MSP와 CE 분석을 통해 DNA 메틸화 프로파일을 작성하였다. 그 결과 자궁경부암 세포주에서 SFRP4 (78%), SFRP5 (67%), SFRP2 (56%) 유전자들의 과메틸화가 빈번하게 일어나고 있음을 발견하였다. 이러한 정보는 자궁경부암 진단 및 향후 치료제 개발에 유용하게 사용될 수 있을 것으로 예상된다.
