Transcriptional analysis on apoptosis and autophagy of CHO cells subjected to hyperosmotic stress

Abstract

Chinese hamster ovary (CHO) 세포를 고삼투 환경에서 배양할 경우 치료용 단백질의 생산성은 증가하지만 스트레스를 받아 세포사가 일어나게 된다. 항체를 생산하는 CHO 세포주를 control (310 mOsm/kg)과 osmotic stress (510 mOsm/kg) 환경에서 배양하여, 세포사로 대표적인 Apoptosis와 Autophagy의 경로를 자세히 관찰하고자 하였다. 분석 방법으로는 Apoptosis, Autophagy와 연관된 유전자의 발현을 동시에 분석할 수 있는 CHO microarray를 사용하였다. 사용된 CHO microarray에는 세포사로 대표적인 Apoptosis, Autophagy와 연관된 75개의 유전자가 존재한다. 75개의 유전자들을 대상으로 control 대비 고삼투 환경에서 1.5배 유전자 발현이 증가 혹은 0.5배 유전자 발현이 감소한 것들을 대상으로 분석하였다. Apoptosis, Autophagy 와 연관된 전체 75개 유전자들 중, 51개의 유전자의 발현이 증가하였으며 24개의 유전자의 발현이 감소하였다. Apoptosis, Autophagy와 연관된 유전자들의 기능을 검색하여 signaling pathway로 분류하였다. Apoptosis signaling pathway에 분류된 기능을 살펴보았을 때, 전반적으로 유전자 발현이 증가가 감소보다 많았으며, 반면에 p53 signaling pathway에서는 유전자의 발현이 감소된 것이 많았다. Autophagic signaling pathway에 분류된 기능을 살펴보았을 때, 전반적으로 유전자 발현이 증가가 감소보다 많았으며, 반면에 p53 signaling pathway와 unidentified된 그룹에서는 유전자의 발현이 감소된 것이 많은 것으로 관찰되었다. 이들 중 Apoptosis, Autophagy 모두와 연관된 기능을 하는 signaling pathway 에 포함된 유전자 발현의 증가와 감소도 함께 살펴보았다. 본 연구를 바탕으로 하여 Apoptosis, Autophagy 각각의 역할을 하는 유전자 발현의 증가와 감소에 따른 상호작용을 확인해볼 수 있는 가능성을 보았다.