The adaptive activation of alternative signaling pathways contributes to acquired resistance against targeted cancer therapies. Our previous research has shown that blocking Ras/ERK signaling promotes PI3K/AKT signaling in the lung metastatic derivative of MDA-MB-231 (LM2). Because AKT activation was required to drive sustained cell motility following MEK suppression, we extend our research to elucidate how activation of the PI3K/AKT signaling drives sustained motility following MEK inhibition. Reverse phase protein array (RPPA) revealed that SNAIL ($SNAI1$) was upregulated in U0126 (MEK inhibitor)-treated LM2 cells. Importantly, LM2 cells simultaneously treated with U0126 and PI3K inhibitor LY294002 exhibited reduced expression of SNAIL. Furthermore, depletion of SNAIL led to reduced cell motility in U0126-treated LM2 cells. In addition, we identified AXL as another downstream effector of AKT. These results suggest that SNAIL and AXL are key factors mediating sustained motility of LM2 cells following MEK suppression. Because AKT mediates motile behavior under MEK suppression, our results suggest that AKT and AXL may be a target to overcome resistance against drugs targeting the Ras/ERK pathway.
표적 항암제를 이용한 치료법에 있어 가장 큰 장애물은 약물 저항성이다. 암세포는 표적 항암제가 억제하는 세포신호전달경로 외에 다른 신호전달경로를 활성화하여 약물에 대한 저항성을 획득할 수 있다. 이전 연구에서 폐전이성 MDA-MB-231 세포주(LM2)에서 Ras/ERK 신호전달경로를 억제했을 때, PI3K/AKT 신호가 활성화되는 것을 확인했다. AKT의 활성화가 MEK이 억제된 상황에서 LM2 세포주의 이동성을 유지하는데 필수적이었기 때문에, 어떻게 AKT의 활성화가 MEK 억제제를 처리한 이후에 LM2 세포주의 이동성에 관여하는지를 알아보고자 이 연구를 진행하였다. Reverse phase protein array (RPPA)를 통하여 LM2 세포주에 MEK inhibitor U0126를 처리한 이후에 SNAIL ($SNAI1$)의 발현이 크게 증가하는 것을 확인하였다. 이러한 SNAIL의 증가는 U0126와 PI3K inhibitor인 LY294002를 같이 처리하였을 때 다시 감소하는 것을 확인하였다. 그리고 SNAIL의 발현을 siRNA를 처리하여 억제하였을 때 MEK inhibitor 처리 후에 LM2 세포주의 이동성이 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 또한, SNAIL 외에도 AXL이 AKT에 의해 조절되어 세포의 이동성에 관여하는 것을 확인하였다. 이러한 결과는 SNAIL과 AXL이 Ras/ERK 세포신호가 억제되었을 때 LM2 세포주의 이동성 유지에 중요한 역할을 한다는 것을 의미한다. 이러한 과정은 AKT에 의하여 조절되므로 AKT와 AXL을 억제하면 Ras/ERK 억제제에 대한 저항성을 극복하는 데 도움이 될 것이다.
