Dual inhibitory activity of azaxanthone derivatives for EGFR and HER2 tyrosine kinase in breast cancer cell lines

유방암에서 HER2 원발암 유전자와 Topoisomerase IIα 유전자는 화학적 치료를 위해 중요한 결정적 요인이다. HER2는 막단백질로써 세포 성장, 혈관신생, 전이 등을 조절한다. 그러나 HER2가 과발현되면 세포 성장과 증식을 야기시켜 결과적으로 공격적인 유방암세포가 된다. 유방암 환자 중 HER2 과발현률은 대략 20~35% 정도이다. Topoisomerase는 DNA를 절단하고 재결합시켜 DNA가 복제되도록 하는 효소이다. Topo IIα유전자는 HER2유전자와 염색체 17번에 근접하게 위치한다. HER2와 Topo IIα가 근접하게 위치하는 것은 HER2 표적 단일클론항체 tratuzumab과 anthracycline계 항암제를 같이 처방하였을 때 항암 효과의 상승 작용이 나타남으로 알 수 있다. 본 논문에서는 HER1, HER2, Topo I 또는 Topo IIα가 발현된 다양한 세포를 이용하여 65가지의 화합물의 활성을 평가하였다. HER1, HER2, Topo I 그리고 Topo IIα의 단백질 발현과 mRNA의 발현을 비교하여 세포의 특성을 검토하였다. 65가지의 화합물 중 HER1 양성 세포와 HER2 양성 세포에 특별히 항암효과를 나타내는 3가지 화합물을 발견하였다. 3가지 화합물(CHO3, CHO10, CHO16)이 HER1과 HER2의 단백질 발현과 mRNA의 발현에 미치는 영향을 확인하였다. 또한 tyrosine kinase 억제제 (BMS599626, CI-1033, Gefitinib), CHO3, CHO10 그리고 CHO16의 topoisomerase 억제 효과를 조사하였다. 그러나 후보물질(CHO3, CHO10, CHO16)과 tyrosine kinase 억제제(BMS599626, CI-1033, Gefitinib)는 topoisomerase I과 IIα 억제 효과가 없었다. 후보 물질 중 CHO10 화합물은 ERBB (epidermal growth factor receptor) pathway에서 MAPK (mitogen activated protein kinase)와 AKT (PI3K/AKT/mTOR pathway)를 효율적으로 억제하였다. MAPK의 인산화와 AKT의 인산화를 농도와 시간 의존적으로 억제하여 세포사멸을 유도하였다. CHO10 화합물은 기존의 tyrosine kinase 억제제인 CI-1033과는 다르게 세포주기의 제 1 휴지기(G1) 또는 제 2 휴지기(G2)를 막는 것과는 독립적인 작용으로 세포사멸을 유도하였다. 그러나 CHO10 화합물은 기존의 tyrosine kinase 억제제인 CI-1033과 Gefitinib 만큼의 효과적인 세포사멸을 보였다. 본 논문의 연구 결과를 통해 새로운 CHO10 화합물이 HER1과 HER2 양성 유방암을 효과적으로 저해할 수 있음을 기대 할 수 있었다. ;The amplifications of human epidermal growh factor receptor 2 (HER2) oncogene and topoisomerae II (Topo II) gene are important determinants for the response to chemotherapy in breast cancer. HER2 is a membrane protein regulates cell growth, angiogenesis and metastasis. However, the overexpression of her2 causes increased cell growth and proliferation, often resulting in more aggressive breast cancer cells. The HER2 protein overexpression wes observed in approximately ~35% of breast cancer patients. Topoisomerases are enzymes that cleave and religate DNA in order to facilitate DNA replication. The Topo II gene is located close to the HER2 gene on chromosome 17q12-21. This proximity on chromosome between HER2 and Topo II may explain that tratuzumab, a HER2 targeting monoclonal antibody drug, shows increase anticancer activity synergistically when co-treated with anthracycline type anticancer drugs. In this study, we evaluated anticancer activity of 65 compounds against diverse cell lines such as Her1, Her2, Topo I or Topo II amplified cell lines. We characterized each cell line used in this study to clarify the relationship between gene amplification and protein overexpression of Her1, Her2, Topo I, and Topo II. We found three compounds which showed most potent anticancer activity in Her1 positive and Her2 positive cell lines. We assessed the effects of three compounds such as CHO3, CHO10 and CHO16 mRNA and protein levels of Her1 and Her2 using RT-PCR and western blotting. Also, we examined topoisomerases inhibitory activity of BMS599626, CI-1033, Gefitinib, CHO3, CHO10 and CHO16. All compounds have no effect on topoisomerases signal. Especially, CHO10 compound efficiently inhibited ERBB pathway such as MAPK and AKT pathway. Through inhibitory phosphorylation of MAPK and AKT in a dose- and time- dependent maner and then induced apoptosis. The apoptoic mechanism of CHO10 compound seems to be different that of CI-1033, CHO10 induced apoptotics in G1 or G2 arrest-independent. However apoptotic efficiency of CHO10 similar to that of CI-1033 or Gefitinib as a positive control. Our results suggest the possibility of CHO10 compound as a novel small molecule that potentially prevents Her1 and Her2 positive breast cancer.Ⅰ. Introduction 1 A. Breast cancer 1 B. ERBB pathway 2 C. HER1 in breast cancer 4 D. HER2 in breast cancer 4 E. HER3 and HER4 in breast cancer 5 F. Topoisomerase II α in breast cancer 6 G. Structure of ERBB receptors 7 1. Ectodomain: Ligand-binding domain 7 2. Transmembrane and juxtamembrane 7 3. Tyrosine kinase domain 7 H. Classes of Anti- ERBB Family Therapy 8 1. Monoclonal antibodies 8 가. Cetuximab 8 나. Trastuzumab 9 2. Tyrosine kinase inhibitor 10 가. Lapatinib 10 나. Gefitinib 11 다. BMS-599626 11 라. Canertinib (CI-1033) 11 Ⅱ. Materials and Methods 13 A. Materials 13 B. Methods 14 1. Cell culture 14 2. Cell viability assay 14 3. Compound Screening 15 4. Western Blot Analysis 16 5. RNA extraction and reverse transcription polymerase chain reaction (RT-PCR) analysis 17 6. DNA Topoisomerase Inhibitory Activity 18 7. Cell cycle analysis 19 Ⅲ. Results 20 A. 세포의 특성 20 B. 정상 세포와 유방암 세포에서의 화합물 효과 측정 결과 22 C. CHO3, CHO10, CHO16 화합물이 정상 세포와 유방암 세포에 미치는 영향 25 D. CHO3, CHO10, CHO16 화합물의 topoisomerase 억제 효과 확인 26 E. CHO3, CHO10, CHO16 화합물이 HER1 양성 유방암 세포에 미치는 영향 27 1. MDA-MB468 세포의 단백질과 mRNA 발현에 미치는 효과 27 2. ERBB pathway의 하부 신호 전달 억제 효과 확인 29 3. CHO3, CHO10, CHO16 화합물이 세포사멸 유도에 미치는 효과 확인 31 F. CHO3, CHO10, CHO16 화합물이 HER2 양성 유방암 세포에 미치는 영향 32 1. SKBR3 세포의 단백질과 mRNA 발현에 미치는 효과 32 2. ERBB pathway의 하부 신호 전달 억제 효과 확인 33 3. CHO3, CHO10, CHO16이 세포사멸 유도에 미치는 효과 확인 34 G. Flow Cytometry에 의한 세포사멸 분석 35 1. MDA-MB468 세포주기에 미치는 영향 35 2. SKBR3 세포주기에 미치는 영향 39 Ⅳ. Discussion 43 REFERENCES 48 ABSTRACT 5

Measurement of the temperature distribution of a microdevice using an infrared camera

학위논문(석사) - 한국과학기술원 : 기계공학과, 2023.2,[iii, 36 p. :]최근 반도체 소자가 소형화/집적화 됨에 따라 국소 발열에 의한 성능저하 문제가 대두되고 있다. 이에 따라 효과적인 열 솔루션을 위해서는 소자 단위의 정밀한 온도 측정이 필수적이다. 따라서 본 학위 논문에서는 고해상도 적외선 온도 측정법을 이용하여 마이크로 디바이스의 온도 분포를 측정하였다. 고해상도 적외선 온도 측정법은 상용 적외선 카메라와 반사 대물렌즈를 사용하여 제작한 적외선 현미경으로, 측정 파장에 관계없이 온도를 측정할 수 있고 6.7 μm의 픽셀 분해능, 10.2 μm의 공간 분해능을 가진다. 자체 제작한 마이크로 스케일 흑체를 통해 외부 광학계를 사용함으로써 발생하는 에너지 손실 및 배경 복사를 보정하였다. 히터가 내장된 마이크로 캔틸레버를 모사한 마이크로 디바이스의 온도 분포를 적외선 현미경으로 측정 후, differential method, FFT method 및 COMSOL 시뮬레이션으로 온도를 산출하여 비교하였다. 결과적으로 FFT method와 COMSOL 시뮬레이션 결과는 differential method와 비교하였을 때, 길이 방향으로는 각각 최대 4oC, 8oC의 차이, 폭 방향으로는 최대 2oC, 8oC의 차이로 이차원 온도 분포를 측정하는 것을 확인하였다. 따라서 고해상도 적외선 현미경은 마이크로 스케일에서의 온도 분포 측정이 가능함을 증명하였다.한국과학기술원 :기계공학과

Behavior of Detensionable and Retensionable PSC Girder with Projected Flange

A In this paper, a new prestressed concrete girder system is presented which is designed using a detensionable and retensionable system. Experiments were carried out in order to comprehend the behavior of detensionable and retensionable prestressed concrete girder system. Tension control tests were performed for the detensionable and retensionable system followed by the static loading tests to check the applicability of the girder system. The test results were found in good agreement with the analytical results which clearly indicates the reliability of the concept of detensionable and retensionable prestress concrete girder with projected flange