Myosin light chain kinase (MLCK) expression is down-regulated in breast cancer, including invasive ductal carcinoma compared with ductal breast carcinoma in situ and metastatic breast tumors. However, little is known about how loss of MLCK expression contributes to tumor progression. MLCK is a component of the actin cytoskeleton and its known role is the phosphorylation of the regulatory light chains of myosin II. To gain insights into the role of MLCK in breast cancer, we perturbed its function using siRNA or pharmacological inhibition in untransformed breast epithelial cells (MCF10A). Loss of MLCK by siRNAs led to increased cell migration and invasion, disruption of cell-cell adhesions and enhanced formation of focal adhesions at the leading edge of migratory cells. In addition, down-regulation of MLCK cooperated with HER2 in MCF10A cells to promote cell migration and invasion and low levels of MLCK is associated with a poor prognosis in HER2 positive breast cancer patients. Associated with these altered migratory behaviors were increased expression of EGFR and activation of ERK and JNK signaling pathways in MLCK down-regulated MCF10A epithelial cells. By contrast, inhibition of the kinase function of MLCK using pharmacological agents inhibited cell migration and invasion, and did not affect cellular adhesions. Our results demonstrate loss of MLCK contributes to the migratory properties of epithelial cells resulting from changes in cell-cell and cell-matrix adhesions, and increased EGFR signaling. These findings suggest that decreased expression of MLCK might play a critical role during tumor progression by facilitating the metastatic potential of tumor cells.
유방암 환자들 중 MLCK (myosin light chain kinase, 미오신 경사슬 인산화효소)의 발현이 감소되어 있는 환자들에서 높은 전이성과 재발률이 관찰되었다. MLCK는 유방상피세포에서 myosin light chain의 인산화 조절에 관여하며 세포골격 형성에 중요한 역할을 한다고 알려져 있지만, 현재 MLCK의 감소가 유방암 발달에 미치는 영향에 대한 연구는 부족한 실정이다. 본 연구에서는 MLCK가 유방암 세포주에서 감소해 있음을 근거로, 유방상피세포인 MCF10A에서 RNA 간섭 (RNA interference) 방법을 이용하여 MLCK의 발현을 감소시켰다. 그 결과, 단일 및 집단 세포에서 이동성과 침윤성이 모두 증가되는 것을 관찰 하였다. 이동성이 증가된 세포에서 세포 간 부착의 손상이 관찰된 반면, 세포와 세포외 기질 부착은 증가하고, 액틴 구조의 변화가 관찰되었다. 이는 MLCK의 감소에 의한 세포의 구조적 변화가 이동성과 침윤성을 증가시키기 때문일 것이다. 또한 MLCK의 감소는 HER2 oncogene과 함께 작용할 경우 매우 높은 이동성과 침윤성을 보였다. 특히, 위 현상은 HER2 양성 유방암 환자에서도 MLCK가 감소되어 있을수록 나쁜 예후를 보이는 것과 궤를 같이 한다. 더불어 MLCK의 감소는 EGFR의 활성증가와 MEK-ERK와 JNK-Paxillin 신호전달을 유도하며 세포의 이동성을 증가시켰다. 반면에 MLCK의 인산화 기능을 저해하는 약물을 처리하였을 경우는 세포의 이동성 및 침윤성이 감소하였으며, 세포 내 부착에는 영향을 주지 못했다. 따라서 MLCK의 감소로 증가된 이동성과 침윤성은 MLCK의 인산화 기능과 독립적으로 조절되며 비인산화 기능이 관여할 것이다. 본 연구결과는 유방암의 진행과정에서 MLCK의 감소가 이동성과 침윤성을 증가시켜 결과적으로 전이를 유발할 수 있으며, 암환자의 예후에도 영향을 미칠 수 있다는 것을 시사한다.
