간세포암종(HCC)은 전 세계적으로 암 관련 사망의 주요 원인 중 하나이다. 다중 키나아제 억제제인 소라페닙은 진행성 HCC의 1차 치료제로 사용된다. 그러나 소라페닙에 장기간 노출되면 흔히 감수성이 저하되고 내성이 발달한다. 여러 아미노산이 암의 발생과 진행에 기여하는 것으로 알려져 있음에도 불구하고, 히스타민/대형 중성 아미노산 수송체(LAT1)를 통해 부분적으로 유입되는 식이 필수 아미노산인 히스티딘이 암세포에 미치는 영향에 대해서는 거의 알려져 있지 않다. 본 연구에서는 HCC 세포와 소라페닙에 대한 감수성에 대한 히스티딘의 효과를 평가하였다. 놀랍게도, 외인성 히스티딘 처리는 해당과정과 관련된 종양 표지자(GLUT1 및 HK2), 염증(STAT3), 혈관신생(VEGFB 및 VEGFC), 그리고 줄기세포(CD133)의 발현 감소를 유도하는 것으로 확인되었다. 또한 LAT1 발현은 GLUT1, CD133 및 pSTAT3의 발현이 높은 HCC 종양 부위에서 하향 조절되었는데, 이들 인자는 소라페닙 내성을 유발하는 것으로 알려져 있다. 마지막으로, 소라페닙과 히스티딘의 병합 처리가 소라페닙에 대한 감수성을 증진하기 위한 새로운 치료 전략이 될 수 있으며, 이를 통해 HCC에서의 장기 생존을 개선할 수 있음을 입증하였다.

자기포식(autophagy)은 세포의 변환 과정 단계에 따라 상반된 역할을 한다. 그러나 고도화된 종양 세포 모델은 풍부한 반면, 변환 초기 단계의 세포주(cell line)는 매우 제한적이다. 따라서 초기 유전적 변이를 획득했지만 아직 다단계(multistep) 변환 과정을 완료하지는 않은 ‘개시된 세포주(initiated cell lines)-세포’를 개발하는 것은 자기포식을 표적으로 하는 항암 약물 개발에 결정적으로 중요하다. 본 연구에서는 NIH3T3 섬유아세포(fibroblast) 세포로 체외(in vitro) 2단계 세포 변환(two-stage cell transformation) 분석에서 형성된 foci로부터 새로운 개시 세포주(Foci #3)를 성공적으로 확립하였다. Foci #3 세포는 모세포의 형질전환 전(비종양) NIH3T3 세포와 유사하게 전형적인 상피(epithelial) 형태학적 특징을 유지하였다. 하지만 NIH3T3 세포에서 40일의 장기 배양 동안 다수의 사멸 세포가 관찰된 것과 달리, Foci #3 세포에서는 사멸 세포가 거의 관찰되지 않았다. 특히 Foci #3 세포의 자기포식 억제제 CQ에 대한 감수성은 NIH3T3 세포보다 높았고, 가장 널리 사용되는 개시 세포주인 Bhas 42 세포와 유사하였다. 또한 Foci #3 세포는 연장된 배양 기간 전반에 걸쳐 NIH3T3 세포보다 더 높은 수준의 자기포식 플럭스(autophagic flux)를 유지하였으며, 이는 변환된 세포에서 전형적인 자기포식에 의존하여 생존하는 특성의 획득을 시사한다. 더 나아가, qPCR 분석을 통해 상피-중간엽 전이(epithelial-mesenchymal transition) 유전자 발현을 확인한 결과, Foci #3 세포주는 비종양성(non-tumorigenic)과 종양성(tumorigenic) 상태의 특성을 모두 나타내는 것으로 관찰되었다. 전장 유전체(whole-genome) 시퀀싱 분석에서는 Foci #3 세포에서 엑손(exon) 변이를 보인 17개 유전자 중 4개가 종양억제유전자(tumor suppressor)였고, 8개는 종양발생(oncogenesis)에 관여하는 것으로 나타났다. 또한 Foci #3 세포주는 여러 종양억제유전자에서 복제수 변이(copy number variations)의 소실을 보였다. 종합하면, 새롭게 개발된 Foci #3 세포주는 변환 초기 단계에서 자기포식의 역할을 규명하는 데 효율적인 도구가 될 수 있음을 시사한다.