Annexin (ANX) family proteins are calcium-dependent phospholipid binding proteins which are involved in a variety of diseases, including cancer. The expression of ANX-family proteins is altered in many types of cancer. In this study, we attempted to study whether ANX is involved in the formation or development of cancer via interaction with the NF-κB p50 subunit. As an initial step, it was confirmed that ANXA2, A3, A5 and A9 interacted with the NF-κB p50 subunit. Among these, ANXA2 significantly up-regulated NF-κB transcriptional activity. Here, we present data demonstrating that ANXA2 is involved in gemcitabine resistance in pancreatic cancer cells via interaction with the NF-κB p50 subunit, which regulates NF-κB activity. It was confirmed that ANXA2 and p50 were overexpressed in samples from pancreatic cancer patients compared to normal pancreas levels. It was also determined that ANXA2 interacted with the p50 subunit of NF-κB in a calcium-independent manner and that ANXA2 and p50 co-translocated into the nucleus. ANXA2 increased NF-κB transcriptional activity in both the resting and activated states and up-regulated the transcription of several downstream NF-κB target genes, including IL-6 and GM-CSF, which are related to anti-apoptotic signaling. In the Mia-Paca2 pancreatic cancer cell line, it was confirmed that both wild-type ANXA2 and Y23A ANXA2 (which suppresses cell surface localization) up-regulated NF-κB activity and increased the secretion of IL-6. As a result, wild-type and Y23A ANXA2 induced anti-apoptotic effects in response to TNF-α - or gemcitabine-induced cell death in Mia-Paca2 cells. Based on these results, it is proposed that ANXA2 mediates drug resistance in pancreatic cancer cells by up-regulating NF-κB activity. Overall, our data reveal the detailed roles of ANXA2 in pancreatic cancer and suggest that ANXA2 can be used as a biomarker and therapeutic target for the treatment of cancer.
Annexin 단백질은 칼슘에 의존적으로 특이적인 인지질에 결합하는 단백질 군으로, 세포내의 여러 가지 기능에 관여하는 것으로 알려져 있다. 최근 여러 논문들을 통해서 Annexin 단백질의 이상발현이 질병에 관련되어있다는 보고가 있고, 특히 여러 가지 annexin 단백질의 이상발현이 여러 암에서 보고되고 있다. 이전 연구에서 ANXA4가 NF-κB p50과의 결합을 통해 칼슘 의존적으로 NF-κB 전사활성을 조절함으로써 항암제 내성에 관여한다는 사실을 밝힌바 있다.
본 연구에서는 구조적으로 보존이 잘된 다른 annexin 단백질 군이 p50과의 결합을 통한 NF-κB 전사활성의 조절에 관해 연구하고 그로 인한 결과로 암의 형성과 발달, 항암제 내성 등에 관한 영향을 밝히고자 하였다. 실험 결과 ANXA2, ANXA3, ANXA5, ANXA9이 p50과 결합하는 것을 밝혔고, 그 중 NF-κB 전사활성 변화에 효과가 좋은 ANXA2가 p50과의 결합과 그 전사 활성조절을 통해 항 세포사멸 유전자의 발현을 증가시키고 췌장암에서 gemcitabine 저항성에 관여한다는 것을 본 연구를 통해 밝혀내었다. ANXA2는 칼슘 결합과 독립적으로 p50과 결합하고, NF-κB 신호 휴지 상태와 활성화된 상태에서 모두 NF-κB 전사활성을 증가시키는 것을 확인하였다. 게다가 ANXA2가 NF-κB의 타겟 유전자중 IL-6와 GM-CSF를 포함한 항 세포사멸에 관여하는 몇 가지 유전자의 발현을 증가시켰다. 세포 밖 표면에 위치하는 ANXA2의 기능을 배제하기 위해 타이로신23번 잔기에 인산화가 되지 않는 유전자 돌연변이(Y23A)를 만들었다. 야생형과 Y23A 돌연변이 유전자를 췌장암 세포인Mia-Paca2에 도입하여 안정적으로 과 발현하는 세포주를 이용하여 실험한 결과, ANXA2와 Y23A 돌연변이 모두 NF-κB 전사 활성과 IL-6의 분비를 증가시키는 것을 확인 하였다. 또한 두 가지 세포 모두 TNF-α 또는 gemcitabine 처리를 통해 유도된 세포사멸에서 저항성을 가지는 것을 확인하였다. 이러한 세포사멸 저항성 결과는 caspase-3와 PARP의 분열이 야생형과 Y23A돌연변이를 과 발현하는 세포 주에서 감소하는 것을 확인 함으로써 항 세포사멸 신호를 통한 세포사멸 저항성이라는 것이 확인하였다.
본 연구 결과를 통해 ANXA2가 NF-κB의 전사활성 조절을 통해 췌장암의 항암제 저항성에 관여하는 것을 규명하였다. ANXA2뿐 아니라 p50과 결합하는 다른 annexin 단백질 군 역시 NF-κB 전사활성을 통해 암의 형성이나 발달 과정에 관여할 것으로 생각된다. Annexin 단백질이 발현되는 조직, 세포 내에서의 위치, 칼슘에 대한 반응 정도가 모두 다르기 때문에, NF-κB와의 결합을 통한 역할 역시 그에 따라 다를 것으로 생각된다. 본 연구는 암에서의 annexin의 역할에 대한 지식을 증가시킬 뿐 아니라, 암 치료에 있어 치료 타겟, 암 진단 마커로 사용 될 수 있는 가능성을 확인하였다.
