대사 스트레스 상황에서 AMPK와 NRF2의 이중 활성화 및 상호작용 기전 연구
The Mechanism of dual activation and interaction of AMPK and NRF2 during metabolic stress
- 주제(키워드) AMPK , LKB1 , AXIN , p62 , NRF2 , Western Blotting , Co-IP
- 발행기관 아주대학교
- 지도교수 전상민
- 발행년도 2018
- 학위수여년월 2018. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 약학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/ajou/000000026927
- 본문언어 영어
- 저작권 아주대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
초록/요약
영양소의 부족은 종양 미세 환경의 특징 중 하나이기 때문에 종양 세포는 생존을 위해 대사 스트레스에 대한 효율적인 적응 기전을 나타내야 한다. LKB1-AMPK 경로가 NADPH 및 산화 환원 균형의 유지를 통해 암의 대사 적응 기전에 중요한 역할을 하는 것으로 나타났지만 그에 대한 보완 기전으로 여러 기전이 있을 수 있다. 더욱이, p62 의존성 Autophagy 경로에 대해서는 알려진 바가 없다. 여기에서 우리는 LKB1-AMPK 경로 이외에도 항산화 유전자 발현의 주요 조절 인자인 NRF2의 활성화와 p62 의존성 Autophagy 경로를 통해 또 다른 항산화 기전을 활성화 시킬 수 있음을 보여준다. 우리는 대사 스트레스 동안 NRF2 의 활성화가 ROS 의 증가에 의존한다는 것을 발견했다. ROS 는 두가지 기작을 통해 NRF2 를 활성화 시킨다 : 1) 대사 스트레스가 KEAP1 의 ROS- 및 p62- 의존성 Autophagic Degradation 을 통해 NRF2를 활성화 시킨다. 2) 대사 스트레스 동안 AMPK 및 NRF2의 이중 활성화는 항산화 방어기작을 상승 시켜 세포 생존을 촉진시킨다. 또한 대사 스트레스는 p62 의 증가를 통해 대사 적응 기전을 가진다 : 1) 대사 스트레스 동안 활성화된 p62 는 AMPK 와 상호 보완적 관계를 갖는다. 2) 대사 스트레스 동안 LKB1-AMPK 는 p62 와 함께 AXIN 과 결합하여 상호 보완적인 활성화를 일으킨다. 3) 대사 스트레스에 의해 조절되는 AMPK 는 p62 mRNA 안정성의 증가를 촉진하여 p62 의 발현 수준을 높인다..
more초록/요약
As nutrient deficiency is one of the hallmarks of tumor microenvironment, tumor cells should develop efficient adaptive responses to metabolic stress for their survival. Although the LKB1-AMPK pathway has been shown to play a key role in metabolic adaptation in cancer through the maintenance of NADPH and redox balance (1, 2), multiple mechanisms could be involved in as complementary mechanisms. Moreover, there is no known about the p62-dependent autophagy pathway. Here, we show that in addition to the LKB1-AMPK pathway, metabolic st-ress can also activate another antioxidant defense mechanisms through ac-tivation of NRF2, which is the master regulator of antioxidant gene expres-sion, and p62-dependent autophagy pathway. We found that NRF2 activation during metabolic stress isdependent on the increase of ROS. ROS activate NRF2 through two mechanisms: 1) Metabolic stressactivates NRF2 via ROS- and p62-dependent autophagic degradation of KEAP1 and 2) Dual activation of AMPK and NRF2 during metabolic stress synergizes antioxidant defense to promote cell survival. In addition, metabolic stress has a metabolic adaptation mechanism through an increase of p62: 1) Activated p62 during metabolic stress has a complementary relationship with AMPK. 2) AMPK, which is regulated by metabolic stress, promotes the increase of p62 mRNA stability and thus enhances the expression level of p62.
more목차
I. INTRODUCTION 1
II. METHOD 4
A. Cell culture 4
B. Reagents 4
C. Western Blot 5
D. Co‐immunoprecipitation 5
E. Luciferase Assay 6
F. Colony Forming Assay 6
G. RNA Extraction 6
H. Reverse transcription-PCR and real-time quantitative PCR 7
I. ROS measurement 7
III. RESULTS 8
A. Metabolic stress activates NRF2 via ROS- and p62-dependentautophagic degradation of KEAP1 8
B. The LKB1-AMPK pathway regulates NRF2 activation during metabolic stress via promoting p62-dependent autophagic degradation of KEAP1 15
C. Under metabolic stress conditions, AMPK and p62 bind to AXIN and activate complementarily 19
D. Dual activation of AMPK and NRF2 during metabolic stress synergizes antioxidant defense to promote cell survival 22
E. Increased expression of p62 in metabolic stress is due to increased mRNA, and stress promotes the stability of p62 mRNA 25
IV. CONCLUSION & DISCUSSION 29
V. REFERENCES 33
KOREAN ABSTRACT 36
