Inflammatory Bowel Disease or Colorectal Cancer in Korean?

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대한소화기학회지 2006;47:22-29

한국인에서 C3435T MDR1 유전자 다형성은 염증성 장질환 및 대장암과 관련성이 있는가?

가톨릭대학교 의과대학 내과학교실

이보인․최규용․이강문․정우철․김병욱․최 황․조세현․강형주․이진선․김명석․채현석․정인식

Is C3435T Polymorphism of MDR1 Related to

Inflammatory Bowel Disease or Colorectal Cancer in Korean?

Bo-In Lee, M.D., Kyu-Yong Choi, M.D., Kang-Moon Lee, M.D., Woo-Chul Chung, M.D., Byung-Wook Kim, M.D., Hwang Choi, M.D., Se-Hyun Cho, M.D., Hyong-Ju Kang, M.D., Jin-Sun Lee, M.D., Myung-Seok Kim, M.D., Hiun-Suk Chae, M.D., and In-Sik Chung, M.D.

Department of Internal Medicine, College of Medicine, The Catholic University of Korea, Seoul, Korea

Background/Aims: Multidrug resistance 1 (MDR1) gene encodes P-glycoprotein in intestinal epithelium, which

serves as a transmembrane efflux pump of various toxins. mdr1 knockout mice develop spontaneous colitis under specific pathogen free conditions. However, it is unclear that C3435T polymorphism of MDR1 is related to ulcerative colitis. Other studies suggest MDR1 may have an important role in colorectal carcinogenesis. Thus, we evaluated whether MDR1 C3435T polymorphism is present in Korean and it is associated with inflammatory bowel disease or colorectal cancer. Methods: The genotype distributions of the C3435T polymorphism were investigated by PCR-RFLP method in 94 patients with ulcerative colitis, 24 patients with Crohn's disease, 64 patients with colorectal cancer and each of gender-matched controls with equal numbers. Results: There was no significant difference in frequencies of 3435T allele and 3435TT genotype between patients with ulcerative colitis and controls (p=0.443, p=0.194). No significant difference was present in frequencies of 3435T allele and 3435TT genotype between patients with Crohn's disease and controls (p=0.378, p=1.000). There was neither significant difference in frequencies nor 3435T allele or 3435TT genotype between patients with colorectal cancer and con- trols (p=0.250, p=0.211). C3435T genotype was not associated with the age of onset or other clinical charac- teristics in patients with ulcerative colitis, Crohn's disease or colorectal cancer. Conclusions: MDR1 C3435T polymorphism is also present in Korean and the dominant allele is C. However, there is no evidence that C3435T polymorphism of MDRI is associated to inflammatory bowel disease or colorectal cancer in Korean.

(Korean J Gastroenterol 2006;47:22-29)

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Single nucleotide polymorphism; Ulcerative colitis; Crohn's disease; Colorectal cancer

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연락처: 최규용, 403-720, 인천광역시 부평구 부평6동 665 가톨릭대학교 성모자애병원 내과

Tel: (032) 510-5500, Fax: (032) 510-5683 E-mail: [email protected]

* 이 논문은 가톨릭대학교 성모자애병원 임상연구비의 지원 으로 이루어졌음.

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Department of Internal Medicine, Our Lady of Mercy Hospital The Catholic University of Korea, 665 Bupyeong-6 dong Bupyeong-gu, Incheon 403-720, Korea

Tel: +82-32-510-5500, Fax: +82-32-510-5683 E-mail: [email protected]

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이보인 외 11인. 한국인에서 C3435T MDR1 유전자 다형성은 염증성 장질환 및 대장암과 관련성이 있는가? 23

서 론

인간의 MDR1 (multidrug resistance 1) 유전자는 소장이나 대장의 상피 세포 첨부막(apical membrane)에 존재하는 일종 의 배출 펌프인 P-glycoprotein (Pgp)을 생성하며,^1,2 기질을 능동적으로 세포 밖으로 운반하는 역할을 한다. 이는 결국 세포 내 기질의 농도를 낮춤으로써 음식 등에 포함되어 있 는 여러 가지 생체이물(xenobiotics) 등에 대해 생체를 방어 하는 역할을 하며^3-5 장세포 내로 들어온 여러 가지 소수성 (hydrophobic) 약제를 다시 장관 내로 운반하는 작용을 한 다.^3,6,7

인간 MDR1 유전자에는 여러 가지 다형성이 존재한다.^8-10 이 중 exon 26의 단일 염기 다형성(single nucleotide polymorphism, SNP)의 하나인 C3435T는 비록 침묵변이(silent mutation)지만 장세포⁸나 림프구,^11,12 신장의 상피세포¹³ 등에 서 Pgp 발현 저하와 관련이 있다. 실제로 T 대립유전자 동 형접합체인 사람의 경우 C 대립유전자 동형접합체인 사람 보다 Pgp 발현이 평균 1/2 정도로 감소하였다.⁸

최근에는 이러한 MDR1 유전자의 SNP와 궤양성 대장염 간의 관련성이 보고되고 있다. 아직까지 궤양성 대장염의 정확한 병인은 알려지지 않고 있다. 간혹 특정 가계에서 궤 양성 대장염 발병률이 높은 경우가 있고¹⁴ 염색체 3, 7, 12번 의 특정 부위와 궤양성 대장염의 발생이 연관을 보인다는 보고¹⁵도 있지만 질환과 관련된 특정 유전자는 밝혀지지 않 고 있다.

최근에 면역학적으로는 정상이나 mdr1a 유전자가 결핍된 생쥐에서 인간 궤양성 대장염과 유사한 대장염이 발생하고

16 이 대장염의 발생이 항생제에 의해 예방되어¹⁷ Pgp가 세 균이나 독소 침입을 막는 일종의 보호 장벽 역할을 하고 있 다는 주장이 설득력을 얻게 되었다. 또한 궤양성 대장염 환 자의 이환되지 않은 결장조직에서 MDR1 발현이 유의하게 감소하였다.¹⁸

그러나 Pgp 발현이 감소되는 3435TT 유전형에서 궤양성 대장염에 대한 감수성이 더 높은지는 아직 확실하지 않다.

Schwab 등¹⁹의 독일 백인을 대상으로 한 환자-대조군 연구 에서는 궤양성 대장염 환자의 3435T 대립유전자와 3435TT 유전형 빈도가 대조군에 비해 높지만 이후 보고들^20,21은 상 반된 결과를 제시한다.

한편 MDR1 유전자는 대장암의 암화과정 초기에 관여할 가능성이 있다. 종양억제유전자인 Adenomatous Polyposis Coli (APC)가 돌연변이로 인해 불활성화되면 β-catenin의 분 해가 저하되어 세포질 내에 축적되고 이는 T cell factor 4 (TCF-4)와 복합체를 이루어 전사인자로 작용한다. 이 전사 인자의 표적유전자로 이미 밝혀진 것들은 c-myc, cyclin D1, peroxisome proliferator activated receptor 등이며 최근에

MDR1 역시 β-catenin/TCF-4의 표적유전자라는 것이 알려졌 다.²² TCF-4를 불활성화하면 MDR1의 전사가 저하되며 MDR1 유전자의 촉진자 부위에 여러 개의 TCF-4 결합부위 가 존재하고 있음이 증명되었다. 이렇게 생성된 Pgp는 여러 가지 caspase 의존 세포자멸사를 억제한다.²³ 또한 종양억제 유전자로 잘 알려진 야생형 p53 역시 MDR1의 촉진자 부위 에서 억제역할을 한다.²⁴ 결국 MDR1의 발현 증가는 대장암 의 암화과정과 관련이 있을 가능성이 있으며 Pgp 발현정도 와 연관된 C3435T 다형성이 대장암에 대한 감수성에 영향 을 미칠 수도 있다. 고도 미세위성불안정(MSI-H) 대장암 조 직에서 3435T 대립유전자의 빈도가 유의하게 높았다는 보 고도 있다.²⁵

따라서 저자는 한국인에서 C3435T MDR1 유전자 다형성 과 염증성 장질환, 대장암과의 관련성을 규명하기 위하여 각 질환군과 각각의 대조군 사이에 대립유전자와 유전형 빈 도에 차이가 있는지, 유전형에 따른 임상 양상의 차이가 있 는지 알아보았다.

대상 및 방법

1. 대상

1) 염증성 장질환

2003년 8월부터 2003년 10월까지 가톨릭대학교 성모자애 병원과 성빈센트병원에서 염증성 장질환으로 확진되어 치 료받은 사람 중 서로 혈연관계가 없는 궤양성 대장염 94명, 크론병 환자 24명을 대상으로 하였다. 각 환자군에 대해 동 일한 기간 동안 동일한 병원에서 건강검진을 받은 비혈연인 중 잠혈반응이 음성인 동일한 수의 대조군을 성별로 짝지워 무작위로 추출하였다. 각 질환군에서 의무기록을 통해 이환 부위, 질환의 양상, 면역억제제 사용 여부를 조사하였으며 병력을 검토하여 발병연령을 유추하였다. 크론병의 분류로 Vienna classification²⁶을 사용하였다.

2) 대장암

같은 병원에서 2003년 8월부터 2004년 9월까지 대장암으 로 확진되고 서로 혈연관계가 없는 64명을 대상으로 하였으 며 성별로 짝지운 동일수의 대조군을 위와 같은 방법으로 추출하였다. 대장암군은 의무기록을 통해 발병연령, 이환부 위, 조직분화도, 진단 당시 병기 등을 조사하였다.

모든 연구는 가톨릭중앙의료원 임상연구관리규정과 헬싱 키 선언을 준수하였다.

2. 유전형 분석

정맥혈을 10 mL 채취한 후 standard phenol/chloroform pro-

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24 The Korean Journal of Gastroenterology: Vol. 47, No. 1, 2006

cedure를 통해 DNA를 추출하였다. MDR1 locus는 PCR-RFLP (restriction fragment length polymorphism) 방법을 이용하여 결정하였다.⁹ Genomic DNA 100 ng, primer (MDR-11, 5'-TGT TTT CAG CTG CTT GAT GG; MDR-12, 5'-AAG GCA TGT ATG TTG GCC TC) 10μM, deoxyribonucleoside triphosphate (Roche, Mannheim, Germany) 2.5μM, Taq polymerase (Roche), 10x PCR buffer (Roche)를 혼합하여 20μL로 만든 후 Ther- mal cycler (PE 9600^Ⓡ, Perkin-Elmer Co., Boston, Massachu- settes)를 이용하여 94ôC에서 2분간 initial denaturation 후 94ôC에서 30초간 denaturation, 60ôC에서 30초간 annealing, 72ôC 30초간 extension을 35회 반복한 다음 72ôC에서 7분간 terminal elongation하였다. 증폭된 PCR 생산물을 Cybergreen^Ⓡ (Bio-Rad, Hercules, California)이 포함된 gel loading buffer (0.25% bromophenol blue, 0.25% xylene cyanol FF, 30% gly- cerol in water)를 사용하여 2% agarose gel에서 전기영동 (100V, 20분)한 다음 Gel documentation system (Standard Documentation System^Ⓡ 120 V, Bio-Rad)으로 증폭 여부를 확 인하였다. 증폭된 생산물을 Sau3AI (New England Biolabs, Beverly, Massachusettes)로 37ôC에서 16시간 배양하였다.

Enzyme digestion을 확인하기 위해 12% polyacylamide gel (acylamide-bis, Bio-Rad), 10X TBE buffer (Bio-Rad), 10%

ammonium persulfate (Bio-Rad), TEMED (Bio-Rad)를 혼합한 후 전기영동(100 V, 1시간) 하였다. 자른 fragment를 ethi- dium bromide (Sigma, St. Louis, Missouri)로 염색한 후 Gel documentation system으로 확인하였다(Fig. 1). 158 염기쌍 단 일 밴드만 얻어진 경우를 CC 동종접합체, 197 염기쌍 단일 밴드만 얻어진 경우를 TT 동종접합체, 두 가지 밴드가 모두 얻어진 경우를 CT 이형접합체로 하였다.⁹

PCR-RFLP 결과를 확인하기 위해 Big-Dye Terminator Cycle Sequencing Kit^Ⓡ(Applied Biosystems, Foster, California)

와 ABI 310 DNA Sequencer^Ⓡ (Applied Biosystems)를 이용하 여 염기서열을 분석하였다.

3. 통계 분석

환자군과 대조군 사이의 대립유전자와 유전형 빈도 비교 는 Pearson's chi square test를 사용하였다. 환자군 내에서 유 전형에 따른 질환 양상 비교에는 Pearson's chi square test, Fisher's exact test 및 ANOVA를 이용하였다. 통계프로그램 은 SPSS 12.0 (SPSS Inc., Chicago, Illinois)을 이용하였다.

결 과

궤양성 대장염, 크론병, 대장암과 각 대조군의 특징은 Table 1, 2, 3과 같았다.

1. 궤양성 대장염

궤양성 대장염 환자와 대조군 간에 3435T 대립유전자 빈 도에 유의한 차이는 없었으며(p=0.443) 유전형 빈도에도 유 의한 차이는 없었다(p=0.194, Table 4). 궤양성 대장염 환자 에서 각 유전형에 따른 발병연령, 광범위결장염과 전결장염 (extensive or pancolitis) 빈도, 면역억제제 사용 유무에 유의 한 차이는 없었다(p=0.375, p=0.351, p=0.217; Table 5).

2. 크론병

크론병 환자와 대조군 간에도 3435T 대립유전자 빈도와 유전형 빈도(CC, 37.5% vs. 54.2%; TT, 8.3% vs. 8.3%)에

Fig. 1. Electrophoresis patterns for MDR1 alleles analyzed by PCR- RFLP based assay.

M, DNA ladder; CC, CC homozygote; TT, TT homozygote; CT, CT heterozygote.

M CC TT CT

197 bp 158 bp

Table 1. Characteristics of Patients with Ulcerative Colitis and Sex-matched Controls

ꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧ

Ulcerative colitis Controls (n=94) (n=94) ꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏ Sex

Male 35 35

Female 59 59

Age at diagnosis

Mean±SD (yr) 40±14 41±11

Range (yr) 15-78 19-79

Maximal disease extent (%)

Proctitis 49 (52.1)

Left-sided* 17 (18.1) - Extensive colitis/Pancolitis^† 21 (22.4)

Unknown 7 (7.4)

Immunosuppression^‡(%) 17 (18.1) - ꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏ

* No inflammation beyond the splenic flexure.

†Inflammation beyond the splenic flexure.

‡History of 6-mercaptopurine or azathioprine use.

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Table 2. Characteristics of Patients with Crohn's Disease and Sex-matched Controls

Crohn's disease Controls (n=24) (n=24) ꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏ Sex

Male 13 13

Female 11 11

Age (at diagnosis)

Mean±SD (yr) 26±7 29±4 Range (yr) 14-43 19-33 Disease location (%)

L1* 2 (8.3)

L2^† 6 (25.0)

L3^‡ 14 (58.3) -

L4^§ 0 (0)

Unknown 2 (8.3) Disease behavior (%)

B1^∥ 13 (54.2)

B2^¶ 4 (16.7)

B3** 6 (25.0) -

Unknown 1 (4.2) Immunosuppression^†† (%) 9 (37.5)

ꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏ

* Terminal ileum.

†Colon.

‡Ileo-colon.

§Upper gastrointestinal.

∥Non-stricturing non-penetrating (i.e. inflammatory).

¶Stricturing.

** Penetrating.

††History of 6-mercaptopurine or azathioprine use.

Lee BI, et al. Is C3435T Polymorphism of MDR1 Related to Inflammatory Bowel Disease or Colorectal Cancer in Korean? 25

Table 5. Disease Characteristics according to the Genotypes of Patients with Ulcerative Colitis

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Genotypes

ꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏ p-value

CC (%) CT (%) TT (%)

ꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏ

Age of onset* 41±13 40±15 33±14 0.375

Extensive or pancolitis 11/39 (28.2) 8/40 (20) 2/8 (25) 0.351 Immunosuppression 5/43 (11.6) 11/43 (25.6) 1/8 (12.5) 0.217 ꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏ

* Estimated by clinical history (mean±SD).

Table 3. Characteristics of Patients with Colorectal Cancer and Sex-matched Controls

Colorectal cancer Controls (n=64) (n=64) ꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏ Sex

Male 32 32

Female 32 32

Age

Mean±SD (yr) 61±11 61±6 Range (yr) 34-80 49-79 Location (%)

Right* 11 (17.2)

Left^† 27 (42.2) -

Rectum 26 (40.6) Differentiation (%)

Well 12 (19.0)

Moderately 48 (76.2) - Poorly 3 (4.8)

Dukes' classification (%)

A 5 (7.8)

B 21 (32.8) -

C 26 (40.6)

D 12 (18.8)

ꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏ

* Cecum to transverse colon.

†Splenic flexure to sigmoid colon.

Table 4. Frequencies of MDR1 C3435T Alleles and Genotypes among Controls and Patients with Ulcerative Colitis

Alleles Genotypes C vs. T CC vs. TT

ꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏ ꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏ ꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏ ꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏ C (%) T (%) CC (%) CT (%) TT (%) OR (95% CI) p-value OR (95% CI) p-value ꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏ UC 129 (68.6) 59 (31.4) 43 (45.7) 43 (45.7) 8 (8.6) 0.8 (0.6-1.3) 0.443 0.5 (0.2-1.4) 0.194 Controls 122 (64.9) 66 (35.1) 43 (45.7) 36 (38.3) 15 (16.0)

ꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏ UC, patients with ulcerative colitis.

(5)

26 대한소화기학회지: 제47권 제1호, 2006

유의한 차이는 없었으며(p=0.378, p=1.0; Table 6), 각 유전형 에 따른 발병연령, 회장침범 빈도, 누공과 협착형 질환 빈

도, 면역억제제 사용 등에도 유의한 차이는 없었다(p=0.200, p=0.279, p=0.221, p=0.835; Table 7).

Table 6. Frequencies of MDR1 C3435T Alleles and Genotypes among Controls and Patients with Crohn's Disease

ꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏ ꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏ ꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏ ꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏ C (%) T (%) CC (%) CT (%) TT (%) OR (95% CI) p-value OR (95% CI) p-value ꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏ CD 31 (64.6) 17 (35.4) 9 (37.5) 13 (54.2) 2 (8.3) 1.4 (0.6-3.5) 0.378 1.4 (0.2-12.2) 1.000 Controls 35 (72.9) 13 (27.1) 13 (54.2) 9 (37.5) 2 (8.3)

ꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏ CD, patients with Crohn's disease.

Table 7. Disease Characteristics according to the Genotypes of Patients with Crohn's Disease

Genotypes

ꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏ p-value

CC (%) CT (%) TT (%)

Age of onset* 24±8 28±7 20±0 0.200

Ileal involvement 8/9 (88.9) 7/11 (63.6) 1/2 (50.0) 0.279 Stricture or fistulizing 2/9 (22.2) 7/12 (58.3) 1/2 (50.0) 0.221 Immunosuppression 4/9 (44.4) 4/13 (30.8) 1/2 (50) 0.835 ꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏ

* Estimated by clinical history (mean±SD).

Table 8. Frequencies of MDR1 C3435T Alleles and Genotypes among Controls and Patients with Colorectal Cancer

ꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏ ꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏ ꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏ ꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏ C (%) T (%) CC (%) CT (%) TT (%) OR (95% CI) p-value OR (95% CI) p-value ꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏ CRC 73 (57.0) 55 (43.0) 19 (29.7) 35 (54.7) 10 (15.6) 1.3 (0.8-2.2) 0.250 2.1 (0.65-6.84) 0.211 Controls 82 (64.1) 46 (35.9) 24 (37.5) 34 (53.1) 6 (9.4)

ꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏ CRC, patients with colorectal cancer.

Table 9. Disease Characteristics according to the Genotypes of Patients with Colorectal Cancer

Genotypes

ꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏ p-value

CC (%) CT (%) TT (%)

Age at diagnosis* 62±13 60±11 62±11 0.863

Right colon cancer^† 4/19 (21.1) 5/35 (14.3) 2/10 (20.0) 0.733 Moderately or poorly

17/19 (89.5) 25/34 (73.5) 9/10 (90.0) 0.366 differentiated

Lymph node metastasis 11/19 (57.9) 22/35 (62.9) 5/10 (50.0) 0.736 ꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏ

* Mean±SD.

†Cecum to transverse colon.

(6)

이보인 외 11인. 한국인에서 C3435T MDR1 유전자 다형성은 염증성 장질환 및 대장암과 관련성이 있는가? 27

3. 대장암

대장암 환자와 대조군 간의 3435T 대립유전자 빈도와 유 전형 빈도에도 유의한 차이는 없었다(p=0.250, p=0.211;

Table 8). 각 유전형에 따른 발병연령, 우측 결장암 빈도, 중 등도 이하 분화암의 빈도, 진단 당시 림프절 또는 원격전이 빈도에도 유의한 차이는 없었다(p=0.863, p=0.733, p=0.366, p=0.736; Table 9).

고 찰

이번 연구를 통해 한국인에서도 C3435T 다형성이 존재한 다는 것을 확인할 수 있었다. 또 국외의 경우 대조군에서 T 대립유전자가 48.7-63.0%, TT 유전형이 23.8-26.5%인 데 반 해19,21,27,28

이번 연구에서는 각각 34.3%, 12.6%로 매우 낮게 나타났다. 이러한 현상은 궤양성 대장염 환자의 경우 더욱 두드러져 국외의 경우 T 대립유전자가 54.9-58.2%, TT 유전 형 25.2-34.6%인 데 반해19,21,27,28

이번 연구에서는 31.4%, 8.6%로 매우 낮았다. 이로 인해 궤양성 대장염 환자가 대조 군에 비해 3435T 대립유전자와 3435TT 유전형 빈도가 오히 려 낮은 경향이 나타났다.

또, 궤양성 대장염과 크론병 모두에서 TT 유전형의 경우 발병연령이 낮은 경향을 보였지만 통계적으로 유의하지 않 았다(p=0.375, Table 5; p=0.200, Table 7). 이는 TT 유전형의 수가 궤양성 대장염(8명)과 크론병(2명)에서 매우 적었기 때 문이며 국외에서도 C3435T 다형성과 염증성 장질환의 발병 연령에 상관관계가 있다는 보고는 없다.

독일 백인을 대상으로 한 Schwab 등의 연구¹⁹와 달리 이 번 연구에서 궤양성 대장염과 C3435T 다형성 간에 연관성 이 나타나지 않은 이유를 살펴보면, 우선 C3435T 다형성이 MDR1 발현정도나 기능에 실제로 영향을 미치는지에 대한 의문점이다. MDR1 C3435T 다형성은 아미노산 순서에 영향 을 미치지 않는(Ile1145Ile) synonymous SNP이다. 물론 syno- nymous SNP라 하더라도 MDR1 발현이나 기능에 영향을 미 치는 다른 유전자 다형성과 연관 불균형(linkage disequili- brium) 관계를 가질 수 있으며 실제로 ex26 C3435T 다형성 이 ex21 G2677T (Ala893Ser)와 같은 nonsynonymous SNP와 linkage되어 있다는 보고도 있다.^10,27 그러나 Ala893Ser을 포 함한 이미 알려진 다섯 가지 nonsynonymous SNP 역시 Pgp 의 분포와 기능에 별 영향을 미치지 못한다.²⁹ Ho 등²⁷은 C3435T 다형성이 궤양성 대장염에 대한 감수성과 이환범위 에 영향을 미치며 G2677T와 linkage되어 있고, 이 두 유전자 다형성에 의해 결정된 일배체형(haplotype)이 궤양성 대장염 과 더욱 강력한 상관관계를 갖지만 G2677T 단독으로는 궤 양성 대장염과 관련성을 찾을 수 없었다는 다소 모순된 연

구결과를 발표하기도 하였다.

C3435T 다형성이 MDR1 발현 정도에 미치는 직접적인 영 향을 살펴보면 더욱 혼란스럽다. 세 연구^8,11,12에서는 발현이 감소되었으며 다른 두 연구에서는 발현이 오히려 증가되었

다.^10,30 따라서 C3435T 다형성이 궤양성 대장염에 미치는 영

향을 밝히고 그 기전을 설명하기 위해서는 무엇보다도 이 SNP가 MDR1의 발현에 미치는 영향부터 정확히 규명해야 한다.

두 번째로 고려해야 할 것은 MDR1 외에도 cytochrome P450 system이나 그밖에 잘 알려지지 않은 transporter system 이 존재한다는 것이다.³¹ 이로 인해 in vivo에서는 Pgp의 기 능과 Pgp의 기질이 되는 약물 농도가 잘 일치하지 않는 경 우가 많다. 따라서 Pgp가 단독으로 장벽의 보호기능을 결정 짓는다고 보기 어렵다.

셋째, C3435T 다형성과 궤양성 대장염의 관련성을 주장 한 기존 보고들을 재검토해볼 필요가 있다. 실제로 대조군 과 궤양성 대장염 환자 간 3435T 대립유전자의 odds ratio는 Schwab 등의 연구¹⁹에서 1.40 (95% CI, 1.02-1.94), Ho 등의 연구²⁷에서 1.28 (95% CI, 1.03-1.58)로 매우 약한 상관관계를 보였다. 북유럽 인구집단을 대상으로 동일한 방법으로 진행 된 다른 연구²⁰에서는 MDR1 C3435T 다형성이 염증성 장질 환과 무관하며 Schwab 등의 연구¹⁹에서 나타난 약한 상관관 계는 복합 질환의 연관성 연구에서 표본 크기가 커질 때 흔 히 나타나는 현상에 불과하다고 하였다. Glas 등²⁸은 서로 독립된 두 대조군을 제시한 후 어떤 대조군과 비교하는가에 따라 C3435T 다형성과 궤양성 대장염의 연관성이 달라진다 고 하였다.

넷째, 인종 간의 차이이다. C3435T 다형성과 궤양성 대장 염 간에 상관관계가 있거나 있을 가능성이 있다고 한 세 보

고^19,27,28는 모두 북유럽 백인을 대상으로 한 연구이며 특히

두 연구^19,28는 독일 백인을 대상으로 한 연구이다. 그리스인

을 대상으로 한 연구²¹에서는 C3435T 다형성과 궤양성 대장 염 간에 연관성을 찾을 수 없었으며 이는 한국인을 대상으 로 한 이번 연구에서도 마찬가지였다. 앞서 언급하였듯이 유전자 다형성 연구는 비교 대상이 되는 대조군에 따라 그 유의성이 사라지기도 하며²⁸ 독일인, 영국인 모두에서 C3435T 다형성과 궤양성 대장염 간에 상관관계가 없었다는 보고²⁰ 도 있다.

C3435T 다형성과 궤양성 대장염의 상관관계가 일부 연구 에서만 나타나는 것은 이 SNP와 질환이 직접적으로 관련되 어 있다기보다 특정 인종에서 C3435T 다형성이 궤양성 대 장염의 발병과 관계가 있는 다른 유전자와 linkage 관계를 형성하고 있을 수 있다.

이번 연구에서 C3435T 다형성은 대장암과도 특별한 상관 관계를 보이지 않았다. 이 역시 C3435T 다형성과 Pgp 발현

(7)

28 The Korean Journal of Gastroenterology: Vol. 47, No. 1, 2006

정도의 관련성이 확실하지 않은 점, 다른 transporter system 의 역할, 인종 차이 등으로 설명이 가능하다. 참고로 대장암 의 발생과정 중 C3435T 유전형은 바뀌지 않는 점으로 보아³² 대장암 조직에서 3435T 대립유전자가 높은 빈도로 나타나 는 것²⁵이 후생유전 변화(epigenetic change)에 기인한다고 보 기는 어렵다.

결론으로 이번 연구를 통해 한국인에서도 C3435T MDR1 유전자 다형성이 존재함을 확인하였지만 궤양성 대장염, 크 론병, 대장암에 대한 감수성과 질환 양상과 특별한 연관성 을 찾을 수 없었다. 우선 한국인에서 C3435T 다형성에 따라 실제로 Pgp의 발현 정도에 차이가 있는지부터 규명이 필요 하며 다기관, 대규모 연구를 통해 이번 연구의 결론을 다시 확인할 필요가 있다. 또한 연관된 다른 유전자 다형성에 관 한 연구, 각 질환군의 정상과 이환부위에서 Pgp의 발현 정 도, 다른 염증성 장염(베체트병, 현미경 결장염, 방사선 장 염 등)과의 연관성에 관한 연구를 기대한다.

요 약

목적: 인간의 MDR1 (multidrug resistance 1) 유전자는 소 장이나 대장의 상피 세포에 존재하는 일종의 배출 펌프인 P-glycoprotein을 생성하여 생체이물 등에 대해 생체를 방어 하는 역할을 하며 mdr1a 유전자가 결핍된 생쥐는 인간의 궤 양성 대장염과 유사한 대장염이 발생한다. 그러나 P- glycoprotein 발현이 저하되는 MDR1 유전자의 Ex26 C3435T 단일 염기 다형성이 궤양성 대장염 발병과 연관이 있는지는 아직 확실하지 않다. 또한 MDR1 유전자는 대장암의 암화과 정 초기에도 관여할 가능성이 있다. 저자들은 한국인에서 건강 대조군과 비교하여 염증성 장질환 환자와 대장암 환자 의 C3435T 대립유전자와 유전형 빈도에 차이가 있는지 알 아보고 각 유전형에 따른 임상 양상의 차이가 있는지 조사 하였다. 대상 및 방법: 2003년 8월부터 10월까지 가톨릭대 학교 성모자애병원과 성빈센트병원에서 진료 받은 궤양성 대장염 환자 94명, 크론병 환자 24명, 대장암 환자 64명과 성별로 짝지운 동일한 수의 건강 대조군을 대상으로 PCR- RFLP법을 이용하여 C3435T 대립유전자와 유전형을 분석하 였다. 결과: 궤양성 대장염 환자와 대조군 간에 3435T 대립 유전자와 3435TT 유전형 빈도의 유의한 차이는 없었다 (p=0.443, p=0.194). 크론병 환자와 대조군 간에도 3435T 대 립유전자와 3435TT 유전형 빈도에 유의한 차이가 없었다 (p=0.378, p=1.000). 대장암 환자와 대조군 간에 3435T 대립 유전자와 3435TT 유전형 빈도 역시 유의한 차이가 없었다 (p=0.250, p=0.211). 궤양성 대장염 환자, 크론병, 대장암 환 자 모두에서 C3435T 유전형에 따른 발병연령과 질환양상의 차이는 없었다. 결론: 한국인에서도 C3435T MDR1 유전자

다형성이 존재하였으며 C 대립유전자의 빈도가 높았다. 그 러나 C3435T 다형성은 궤양성 대장염, 크론병, 대장암과 관 련성이 없었다.

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