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한빛사논문

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양희두
양희두Hee Doo Yang

가톨릭대학교 의과대학 병리학교실

Hepatology, First published: 16 April 2019 | https://doi.org/10.1002/hep.30657 HDAC6 Suppresses Let-7i-5p to Elicit TSP1/CD47-mediated Anti-tumorigenesis and Phagocytosis of Hepatocellular Carcinoma

Hee Doo Yang,1,2,3 Hyung Seok Kim,1,2,3 Sang Yean Kim,1,2,3 Min Jeong Na,1,2,3 Gyeongdeok Yang,1,2 Jung Woo Eun,4 Hee Jung Wang,5  Jae Youn Cheong,4 Won Sang Park,1,2 and Suk Woo Nam1,2,3,* 

1 Department of Pathology, College of Medicine, The Catholic University of Korea, 222 Banpo-daero, Seocho-gu, Seoul 06591, Republic of Korea  
2 Functional RNomics Research Center, The Catholic University of Korea, 222 Banpo-daero, Seocho-gu, Seoul 06591, Republic of Korea  
3 Department  of  Biomedicine  &  Health  Sciences,  Graduate  School  of  Medicine,  The  Catholic University of Korea, 222 Banpo-daero, Seocho-gu, Seoul 06591, Republic of Korea
4 Department of Gastroenterology, Ajou University School of Medicine, 164 World cup-ro, Yeongtong-gu, Suwon, Republic of Korea
5 Department  of  Surgery,  Ajou  University  School  of  Medicine,  164  World  cup-ro,  Yeongtong-gu, Suwon, Republic of Korea

*Contact Information: Prof. Suk Woo Nam, Ph.D.    Department of Pathology, College of Medicine, The Catholic University of  Korea,  222  Banpo-daero,  Seocho-gu,  Seoul  0659,  Republic  of  Korea  Korea.

Abstract

Histone deacetylase 6 (HDAC6) uniquely endows as tumor suppressor in hepatocellular carcinogenesis, but the underlying mechanisms leading to tumor suppression are not fully understood. To identify comprehensive microRNAs (miRNAs) regulated by HDAC6 in hepatocellular carcinogenesis, differential miRNA expression analysis of HDAC6‐transfected Hep3B cells was performed. Using integrative analyses of publicly available transcriptome data and miRNA target prediction, we selected 5 candidate miRNAs and, through in vitro functional validation, showed that let‐7i‐5p specifically suppressed thrombospondin‐1 (TSP1) in hepatocellular carcinoma (HCC). Ectopic expression of antisense let‐7i‐5p (AS‐let‐7i‐5p) inhibited in vitro tumorigenesis of HCC cells. In addition, treatments of partially purified TSP1 from culture cell media (ppTSP1) and recombinant TSP1 (rTSP1) exhibited similar effects with AS‐let‐7i‐5p treatment on the same HCC cells, whereas TSP1 neutralizing antibody treatment significantly attenuated these effects. Notably, treatments of HDAC6 plasmid, AS‐let‐7i‐5p, ppTSP1 and rTSP1 significantly suppressed in vitro angiogenesis and metastatic potential of HCC cells, but the co‐treatment of TSP1 antibody specific to CD47 binding domain successfully blocked these effects in the same cells. Furthermore, we demonstrated that recovery of HDAC6 elicited let‐7i‐5p suppression to de‐repress TSP1 expression, and thereby it occupied CD47 receptor to block CD47‐SIRPα mediated anti‐phagocytosis of macrophage in HCC. We also observed that HCC‐derived exosomal let‐7i‐5p suppressed TSP1 of recipient hepatocyte cells. Treatments of HDAC6 plasmid, AS let‐7i‐5p and rTSP1 suppressed tumor incidence as well as tumor growth rates in a spontaneous mouse HCC model.

Conclusion
Our findings suggest that HDAC6‐let‐7i‐5p‐TSP1 regulatory pathway suppresses neoplastic and anti‐phagocytic behaviors of HCC by interacting with cell surface receptor CD47 in HCC and neighboring cells of tumor microenvironment providing a novel therapeutic target for the treatment of liver malignancy and metastasis.

Keywords : HDAC6, Let‐7i‐5p, Thrombospondin‐1, CD47, Phagocytosis
 

논문정보

관련 인터뷰

1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드 본 논문에서 연구한 HDAC6는 히스톤 탈아세틸화 (Histone deacetylases)중에 하나로, 본래의 역할인 히스톤의 탈아세틸화 기능 이외에 α-tubulin 또한 기질로하여, 세포의 이동성을 조절하여 암세포의 전이에 관여하고, ubiquitination된 단백질에도 강하게 결합하는 것으로 알려져 있습니다. 다른 암종에서는 HDAC6가 암유발 역할을 한다고 알려져 있었으나, 간암에선 특이적으로 암 억제 유전자로서 역할을 한다는 것을 저희 연구실에서 선행연구에서 밝힌 바 있습니다. 본 논문에서는 HDAC6에 의해 조절되어 간암발생에 관여하는 miRNA가 있을 것으로 가정하였고, 유의미하게 조절되는 miRNA로 let-7i-5p를 선정하였습니다. 여러 분석방법 및 실험을 통해 혈관생성 억제인자로 많이 알려진 THBS1 (TSP-1) 유전자를 타겟팅 (targeting) 하여 발현을 조절하는 것을 확인하였습니다. TSP-1은 분비단백질로 CD47이라는 수용체에 상호작용하는데 TSP-1을 처리하였을 때, macrophage의 SIRPα와 간암세포의 CD47의 상호작용을 억제하여, macrophage의 'eat me' 신호전달 경로가 활성화 되어 phagocytosis 및 macrophage infiltration도 증가되는 것을 확인할 수 있었습니다. 그리고 간암세포의 HDAC6와 let-7i-5p의 발현을 조절하였을 때도 동일한 현상이 일어나는 것을 확인하였습니다. 이를 통해, 간암이 진행됨에 따라 HDAC6-let-7i-5p-TSP-1 axis가 중요한 역할을 한다는 것을 확인하였습니다. 또한, 간암세포에서 분비된 엑소좀 (Exosome)에 탑제된 let-7i-5p가 정상 간세포로 전달되며 THBS1 (TSP-1)의 발현을 조절하여 세포들간에 의사소통을 통해 간암발생에 관여할 수 있다는 것을 증명하였습니다. (그림참조) 간세포성 간암 (HCC)은 세계에서 5번째로 발생하는 암이며, 특히, 한국, 중국, 일본 극동아시아에서 많이 발병하는 호발암이며, 자각 증상이 없어 간암으로 진단되었을 경우엔 이미 손쓸 수 없는 경우가 많아 예후가 좋지 않은 암중에 하나입니다. 또한, 간암을 치료하는 방법에는 한계가 있어, 본 연구를 통해 밝힌 HDAC6-let-7i-5p-TSP-1의 신호전달 체계의 조절을 통해 간암치료에 한발짝 다가갔으면 하는 바랍니다. 프로젝트를 진행하면서, 설정한 가설대로 결과가 나왔을 경우도 있었지만, 그러지 않는 경우도 많았습니다. 그때마다, 지도교수님께서 해주신 조언 및 격려가 많은 도움이 되었고, 실험실 동료들과의 토론도 매우 도움이 되어 논문을 무사히 마무리 할 수 있었습니다. 2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁 드립니다. 가톨릭의과대학 종양유전체학연구실 (Lab of Oncogenomics, Dept. of Pathology, College of Medicine, The Catholic Univ. of Korea; https://www.namswlab.com/)은 남석우교수님의 지도 아래 5명의 열정과 열의를 가진 학위과정 학생들로 구성되어 있으며, 한국인에게서 높은 빈도로 발생하는 간암에서 발현유전체학 (Expression Genomics) 및 RNA-seq을 활용하여 종양발생에 관여하는 유전자를 도출하고, 유전자들의 기능연구를 통해 새로운 암발생 기전을 제시하여, 간암 치료를 위한 타겟 및 바이오마커를 발굴하는 이행성연구 (Translational research)를 중심으로 하는 연구실입니다. 또한, 최근에는 NCBI GEO data뿐만 아니라, TCGA (The Cancer Genome Atlas) data 등의 대중에 공개된 데이터를 활용하여 간암 발생에 있어 중요한 역할을 할 것으로 예상되는 non-coding RNA와 후생유전조절인자에 대한 기전연구를 수행하고 있으며, 간암을 진단을 위한 바이오마커 발굴 연구도 활발하게 진행 중에 있습니다. 3. 연구활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람 학부를 막 졸업했을 때, 이미 모든 게 밝혀진 게 아닌가, 더 연구할 게 있을까 하는 생각이었습니다. 하지만 연구자의 길로 들어서며, 저의 갓 학부를 졸업했을 때의 단순했던 생각은 금방 뒤바뀌게 되었습니다. 그리고 연구를 시작하고, 기존에 밝혀져 있는 것을 공부하는 것과 새로운 것을 밝히기 위해 가설을 세우고 그 가설을 증명하는 것은 전혀 다른 것이라는 것을 느꼈고, 연구는 나의 길이 아닌가 하는 생각에 좌절도 했었습니다. 하지만 그럴 때마다 지도교수님께서 물고기를 잡는 방법을 가르쳐주시듯 연구에 대해 지도를 해주셔서 발전해가는 저의 모습을 보며, 자신감을 갖게 되었고 지금까지 연구를 계속하게 되었습니다. 새로운 것을 탐구해 나간다는 것은 힘들기도 하지만 동전의 양면처럼 때론 즐거움을 주기도 합니다. 연구를 수행하며, 이 세상에 밝혀진 바 없는 사실을 알게 되었을 때, 전세계의 70억명이 넘는 사람 중에 저를 포함하여 지도교수님과 저희 연구실 사람들만 그 사실을 알고 있다는 생각이 들 때, 매우 흥분이 되고 자부심을 느끼게 됩니다. 세상 누구도 몰랐던 지식이 하나하나 쌓여가는 즐거움이 연구자의 보람이라고 생각이 됩니다. 또한, 이런 보람이 아직 모르는 미지의 세계를 탐구하는 원동력이 된다고 생각합니다. 4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면? 이 세상에서 아무도 모르는 사실을 탐구하고 연구하여 밝히는 일은 정말 쉽지 않은 일입니다. 아마 후배님들이 이 분야로 진학하게 되면 고난과 좌절도 많이 겪게 될 것입니다. 하지만 꾸준히 묵묵하게 노력하고, 순간순간의 고난과 좌절을 이겨내면, 물론 저도 아직 꿈을 이루기 위해 갈 길이 멀었지만, 이루고자 하는 꿈이 무엇이든 어느 순간 그 꿈을 이루게 될 날이 올 것이라 믿고 있습니다. 5. 연구활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면? 앞으로의 계획은 박사학위를 받은 후 해외로 박사 후 연구원을 나갈 계획입니다. 계속 해오고 있던 암 연구 분야에서 암 발생에 관여하는 후생유전학 또는 RNA와 관련된 연구를 더 심층적으로 수행하고 싶습니다. 6. 다른 하시고 싶은 이야기들.... 이 자리를 빌어, 연구에 대해 전혀 알지 못 했던 저를 아낌없는 지도와 격려로 지금의 논문을 낼 수 있도록 이끌어주신 지도교수님이신 남석우 교수님께 깊은 감사의 말씀을 드리고 싶습니다. 또한, 논문을 내는 과정에서 많은 도움을 주신 선배님들 및 실험실 동료들 (노지헌 박사님, 김정규 박사님, 정광화 박사님, 은정우 박사님, 배현진 박사님, 신청유 박사님, 김형석 선생님, 김상연 선생, 나민정 선생, 양경덕 선생)에게 감사의 말씀을 전하고 싶습니다. 그리고 제가 힘들 때나, 기쁠 때나, 항상 한결 같은 마음으로 저를 응원해준 사랑하는 가족들 (부모님, 동생들)과 같은 분야에서 일하며, 항상 저를 지지해주고 사랑해주는 여자친구 성휘에게 감사하고 사랑한단 말 전하고 싶습니다.
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  • 파이낸셜뉴스
  • 2019. 05. 20
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