Myricetin as an anti-metastatic reagent against the irradiation-tolerant A549 lung cancer cells

Abstract

Even though radio-therapy is extensively used for treating non-small cell lung cancer (NSCLC), many studies suggest that clinical usefulness of radio-therapy may be limited as it could increase the invasiveness of cancer cells. However, its underlying molecular mechanisms still need to be unveiled. Many studies revealed that phytochemicals potentially have abilities to reduce properties of malignancy. Thus, the objective of this study is to establish radiation-tolerant cancer cell line from A549 lung cancer cells treated with various conditions of irradiation, and compare the metastasis inhibitory effect of phytochemicals in radiation-tolerant cells. A549-IR cell line was established from 12 Gyirradiated A549 cells. Compared to A549 cells, A549-IR cells have significantly enhanced migration ability and increased the level of Vimentin and Slug, representative markers of mesenchymal cells, but significantly decreased the level of E-cadherin, a representative marker of epithelial cells. Among the tested phytochemicals, myricetin showed highest ability to reduce the migration of A549-IR cells. Even though the recovery of E-cadherin and the suppression of Vimentin were not observed, myricetin effectively suppressed MMP-2, -9 expression. These results demonstrate that myricetin inhibits migration of A549-IR by suppressing MMP-2, -9 expression.

암 재발 및 생존율 감소의 주요 요인으로 방사선조사 후 암 세포의 전이능의 증가를 들 수 있다. 이전 연구를 통해 방사선 조사에 따른 전이능 증가에 대해서는 일부 보고된 바 있지만, 이에 대한 기작 규명과 이를 예방하기 위한 치료법에 대한 연구가 더 요구되고 있다. 이에, 본 연구에서는 다양한 선량의 방사선 조사 후에 살아남은 세포 중 이동능이 증가된 세포를 선발하여 세포주를 구축하고, 이 세포의 이동능을 억제할 수 있는 식물 유래의 생리활성물질을 탐색하였다. 12 Gy 를 조사 후에 살아 남은 세포 중에서 A549 세포 대비해서 세포의 이동능이 특이적으로 증가되어 있고, mesenchymal cells 의 마커 단백질들인 Slug, Vimentin 의 발현은 증가한 반면, epithelial cells 의 마커 단백질인 E-cadherin 의 발현이 현저하게 감소되어 있는 세포주(A549-IR)를 구축하였다. 다양한 종류의 식물 유래의 생리활성물질을 대상으로 A549-IR 세포의 이동능 억제 효능을 분석한 결과, 미리세틴이 세포의 이동능을 현저하게 억제함을 확인하였다. 미르세틴은 세포 내 E-cadher in 의 발현을 회복시키거나 Vimentin 의 발현을 억제하지 못했지만, 세포외기질을 분해하여 침윤성을 높이는 matrix metalloproteinase-2, -9 (MMP-2, -9)의 발현을 현저히 억제하였다. 따라서, 본 연구의 결과에서 미리세틴은 방사선 초사 후 전이능이 증가된 폐암세포에서 MMP-2, - 9 의 발 현 억 제 를 통 해 전 이 능 을 감 소 시 킬 수 있 음 을 나 타 내 고 있 다 .