목적: 세포주기단백질의존성키나제16(CDK16)/MYC 다기능 전사인자 경로를 기반으로 게근금련탕 약물 함유 혈청이 해당과정을 억제하여 5-플루오로유라실(5-FU) 내성 결장직장암(CRC) 세포의 항암제 감수성을 촉진하는 분자 메커니즘을 탐구하였다. 방법: 5%, 10%, 20%, 30% 농도의 게근금련탕 약물 함유 혈청 처리 하에 CCK-8법을 사용해 인간 결장암 세포주 HCT-116/5-FU에서 5-FU 감수성에 미치는 영향을 측정하였으며, 후속 5-FU 및 게근금련탕 실험 농도를 선정하였다. 5-에티닐-2′-디옥시우리딘(EDU) 염색과 Annexin V-FITC/프로피듐 요오드화물(PI) 이중 염색법을 통해 단독 5-FU, 단독 게근금련탕, 두 약물 병용 시 HCT-116/5-FU 세포의 증식 및 세포사멸 변화를 평가하고, 비색법으로 포도당 소비량, ATP 및 젖산 생산 변화를 측정하였다. 웨스턴블롯법(Western blot)을 이용해 해당과정 관련 단백질, CDK16, MYC 및 인산화 발현을 확인하였다. 면역공침법(Co-IP)으로 CDK16과 MYC 단백질 상호작용 관계를 탐색하고, 싸이클로헥실아미드(CHX) 처리를 통해 CDK16 과발현이 MYC 단백질 안정성에 미치는 영향을 검증하였다. 결과: 대조군과 비교하여 2.5 mg·L^-1 5-FU 투여 시 HCT-116 세포 활력이 유의하게 억제되었으며, 5-FU 농도 상승에 따라 억제 효과가 증가하였다. HCT-116/5-FU 세포는 5 mg·L^-1 5-FU 처리 시 세포 활력이 뚜렷이 억제되었고(P<0.05), 해당 농도를 모델링 농도로 선정하였다. 단독 5-FU군 대비 게근금련탕 혈청 5% 첨가 시 HCT-116/5-FU 세포 활력이 유의하게 저하되었으며(P<0.05), 혈청 농도 상승에 따라 억제 효과가 강해져 5% 농도를 활용하였다. 대조군 대비 5-FU군, 게근금련탕군, 5-FU+게근금련탕군 모두 세포 증식 능력이 유의하게 감소하였고(P<0.05), 세포사멸 수준도 유의하게 증가하였다(P<0.01). 5-FU군과 게근금련탕군에 비해 5-FU+게근금련탕군에서 세포 증식 억제 효과가 더 뚜렷하였으며(P<0.01), 포도당 소비량, ATP 생산 및 젖산 생산 역시 현저히 감소하였다(P<0.01). 또한 대조군, 5-FU군, 게근금련탕군과 비교해 5-FU+게근금련탕군에서 MYC 및 인산화 수준 억제 효과가 더 명확하였으며(P<0.01), 해당과정 관련 효소인 헥소키나제2(HK2), 인산화리소좀의존성단백질키나제1(PDK1), 젖산탈수소효소A(LDHA), M2형 피루브산키나제(PKM2) 억제 효과도 유의하게 증가하였다(P<0.01). 5-FU군 대비 5-FU+게근금련탕군에서는 CDK16 발현이 하향조절되었고(P<0.01), MYC 및 인산화 단백질 발현 수준이 크게 감소하였다(P<0.01). 또한 5-FU군과 비교해 5-FU+게근금련탕군에서 MYC 단백질 안정성이 시간에 따라 유의하게 낮아졌으나(P<0.05), CDK16 과발현에 의해 회복되었다(P<0.05). 결론: 게근금련탕은 HCT-116/5-FU 세포의 5-FU 감수성을 뚜렷하게 향상시키며, 그 기전은 CDK16 억제를 통해 MYC 매개 해당과정을 저하시키는 데 있을 것으로 판단된다.

결장직장암; 5-플루오로유라실(5-FU) 내성; MYC; 해당과정; 세포주기단백질의존성키나제16(CDK16)