대한소화기학회지 2001;37:263-270
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접수: 2000년 12월 28일, 승인: 2001년 3월 6일
연락처: 백승운, 135-710, 서울특별시 강남구 일원동 50번지 삼성서울병원 소화기내과
Tel: (02) 34 10-3409, Fax:(02) 34 10-3849 E-mail: swpaik @samsung.co.kr
* 본 연구는 삼성서울병원 소화기센터 연구비(GI-99-02, GI-00- 03)의 일부 지원을 받아 시행되었음.
서 론
형질전환 성장인자 베타(이하 TGF-β1)는 25,000 kD의 homodimeric polypeptide로 다양한 생물학적 기능을 가지고 있다.1 ,2 현재 5종( TGF-β1 - β5)이 알려져 있는데, 이중 사 람에서 발견되는 주요한 형태는 TGF-β1으로 여러 가지 세 포나 기관에 걸쳐 넓게 분포되어 있다.3 TGF-β1은 세포의 성장이나 분화에 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다.1
간세포암과 주위 조직에서의
T r an s f or m in g Gr ow t h F a ct or - b et a 1과 그 수용체의 발현
성균관대학교 의과대학 삼성서울병원 소화기내과, 소화기연구센터
안병훈・최문석・백승운・박상종・이준혁・고광철・김소정・이풍렬・김재준・이종철・최규완
E x p r e s s i o n o f T r a n s f o r m i n g G r o w t h F a c t o r-b e ta 1 a n d It s R e c e p t o r i n H e p a t o c e l lu la r C a r c i n o m a a n d S u r r o u n d i n g T i s s u e
B y e o n g H o o n A h n , M .D ., M o o n S e o k C h o i , M .D ., S e u n g W o o n P a i k , M .D ., S a n g -J o n g P a r k , M .D ., J o o n H y o e k L e e , M .D ., K w a n g C h e o l K o h , M .D ., S o J e o n g K i m , B .S ., P o o n g -L y u l R h e e , M .D .,
J a e J . K i m , M .D ., J o n g C h u l R h e e , M .D . a n d K y o o W a n C h o i , M .D .
Divis ion of Gastroenterology and Gastrointestinal Center, Samsung Medical Center, Sungky unkwan Univers ity School of Medicine, Seoul, Korea
Background/Aim s: Transforming growth factor-beta 1 (TGF-β1) is a potent inhibitor of hepatocyte proliferation and its receptor is known to be involved in the carcinogenesis. This study was designed to compare the expression levels of the TGF-β1 and its receptor in neoplastic cells and its surrounding tissue and to assess their role in hepatic carcinogenesis. Methods: We measured the levels of TGF-β1 mRNA and TGF-β1 receptor II mRNA by semiquantitive RT-PCR for the tumor and its surrounding tissue of 30 patients with hepatocellular carcinoma (HCC). We analyzed the relationship between the expression of TGF-β1 mRNA, TGF-β1 receptor II mRNA and clinicopathological characteristics of HCC. Results: The expression of TGF-β1 mRNA showed no difference between HCC and its surrounding tissue, but the expression of TGF-β1 receptor II mRNA was lower in HCC than in its surrounding tissue (2.47±1.08 vs 3.53±1.50, p =0.00). There was no difference in the expression level of TGF-β1 mRNA and TGF-β1 receptor II mRNA according to the clinicopathological characteristics of HCC.
However, the ratio of TGF-β1 receptor II mRNA in HCC to that in surrounding tissue was more decreased in HCC with portal vein invasion (0.49±0.22 vs 0.77±0.2 1, p =0.0 1). Conclusions: Our data suggest that the loss of TGF-β1 receptor II may play an important role in carcinogenesis and tumor progression of HCC. (Korean J Gastroenterol 200 1;37 :263-270)
K ey W ords: Hepatocellular carcinoma, TGF-β1, TGF-β1 receptor II
2 64 대한소화기학회지: 제37권 제4호 2001
이의 기능은 세포의 종류에 따라 다양하게 나타나며 연골 생성, 섬유화, 혈관 생성 과정을 촉진하는 반면 혈구나 상 피세포의 성장은 억제하는 것으로 알려져 있다.4 - 8
정상적인 간에서 TGF-β1은 간세포의 성장이나 증식을 억제하는데,9 실험관내 실험에서 TGF-β1은 정상적인 간세 포주의 증식을 억제하며10 쥐를 대상으로 한 동물실험에서 부분간절제술을 시행한 후 간세포의 재생과정에서 TGF-β1 이 증가하여 간세포의 과증식을 억제하는 것으로 보고되고 있다.1 1 반면 만성 간질환이나 간경변증에서는 간조직의 백 혈구나 간질세포 등에서 TGF-β1의 발현이 증가되어 간의
섬유화12 , 13나 세포사멸(apoptosis) 과정에 중심적인 역할을
한다고 알려져 있다.14 이러한 정상 간에서의 TGF-β1의 성 장억제인자로서의 작용은 간세포암의 발생 과정에서는 TGF-β1의 발현의 감소로 나타날 것이라는 기대를 할 수 있 게 되었고 실제로 실험관내 실험에서 TGF-β1은 간세포암 세포주의 증식을 억제하는 것으로 보고되었다.15 , 16 그러나 생체내 간세포암 조직을 대상으로 한 실험에서는 TGF-β1 의 발현이 오히려 증가되어 나타나고,17 - 19 간세포암 환자의 혈중과 소변에서도 정상인에 비해 TGF-β1이 증가되었음이 보고되고 있다.2 0 ,2 1 이러한 상반된 결과는 간세포암 발생과 정이나 진행에서 TGF-β1이 성장억제인자로서의 역할을 소 실하거나 간세포암세포의 TGF-β1에 대한 감수성이 저하되 었음을 시사하고 있다. 일부 연구에서는 TGF-β1의 발현 정 도가 종양의 혈관 발달 정도와 상관관계가 있다는 보고가 있으며2 2 종양의 특성에 따라 TGF-β1의 발현 정도가 차이 를 보인다는 보고가2 3 있어 간세포암에서 TGF-β1의 발현 증가는 간세포암의 발생이나 진행에 있어 유리한 환경을 조성하는 데 필요한 역할을 할 것이라고 생각되고 있다.
TGF-β1의 기능은 세포막에 존재하는 수용체 단백질에 결합함으로써 발생하는 신호전달체계에 의해 이루어진
다.2 4 ,2 5 TGF-β1과 결합하는 수용체 단백질은 3종류가 확인
되고 있으며 이중 제2형 수용체가 제 1형 수용체와 결합함 으로써 신호전달이 이루어지는 것으로 알려져 있다.2 6 - 2 8 TGF-β1에 대한 감수성 저하는 세포막수용체를 시작으로 하는 신호전달체계의 일부의 이상으로 발생하는 것으로 생 각되고 있다. 일부 연구에서는 종양조직내에서 제2형 TGF- β1 수용체 mRNA 발현량이 감소 또는 발현되지 않고 있음 을 보고하였고,2 9 - 3 1 Matoba 등3 2은 유두상 갑상선암조직에 서 주위 조직에 비해 TGF-β1은 과발현되나, 제2형TGF-β1 수용체 mRNA의 양은 감소되어 있었으며 이는 또한 종양 의 크기와 상관관계가 있었다고 보고하였다. 이러한 연구 결과들은 암 발생 과정이나 성장 과정에서 TGF-β1의 성장 억제 인자로서의 역할 소실이나 세포의 감수성 저하의 원 인으로 세포수용체의 발현의 감소가 작용하며 또한 종양의 특성과 관련성을 시사하고 있다. 한편 간세포암에서는 동
물실험에서 TGF-β1의 발현은 차이를 보였으나 그의 수용 체 간의 차이는 보이지 않았다는 보고와3 3 다른 종양세포와 마찬가지로 TGF-β1 수용체가 감소되었다는 보고가 있어3 4 간세포암에 있어서 TGF-β1 수용체의 발현에 관해서는 보 고자에 따라 차이를 보이고 있다. 또한 이의 역할에 대한 연구는 아직 많지 않다. 따라서 본 연구에서는 사람에서의 간세포암조직과 동일 환자의 주위 간조직에서 TGF-β1과 제2형 TGF-β1 수용체 mRNA의 발현량을 측정 비교하고 이를 종양학적 특성들과 비교함으로써 간세포암의 발생과 진행에서의 이들의 역할을 분석하고자 하였다.
대상 및 방법
1. 대 상
간세포암으로 수술받은 30예를 대상으로 간세포암과 그 주위 조직에서 TGF-β1 mRNA와 제2형 TGF-β1 수용체 m RNA를 역전사중합효소연쇄반응(reverse transcription poly- m erase chain reaction ; 이하 RT-PCR)으로 측정하고, 이들의 발현 양상과 간세포암의 종양학적 특성들과의 연관성을 분석 하였다.
2 . 방 법 1) mRNA의 추출
종양과 주위 간조직의 동결절편에서 RNeasy mini kit (Qiagen , Chatworth , CA, USA)을 이용하여 전체 세포내 RNA을 추출하였다. 먼저 간조직을 막자사발을 이용해 균 질화한 후 600 μL의 RLT buffer ( 10 μL β-mercapto- ethanol/ 1m l buffer RLT)을 넣고 3분 동안 최대 속도로 원심 분리한 후 상층액을 취했다. 상층액과 70 % ethanol 600 μL 을 잘 섞은 후 RNeasy m ini spin column으로 옮긴 후 15초 동안 10,000 rpm 이상의 속도로 원심분리했다. 700 μL의 RW 1 buffer를 RNeasy column에 넣고 15초 동안 10,000 rpm으로 원심분리하여 세척하였다. 500 μL의 RPE buffer를 RNeasy column에 넣고 15초 동안 10,000 rpm 으로 원심 분 리하여 세척하였다. 500 μL의 RPE buffer를 RNeasy column에 넣고 2분 동안 최고 속도로 원심분리하여 RNeasy membrane을 건조시켰다. RNeasy column을 1.5 ml tube로 옮기고 30 μL의 RNase free water를 RNeasy m embrane에 넣어 RNA을 용해하고 1분 동안 10,000 rpm의 속도로 원심분리하여 RNA를 추출하였다. 추출한 RNA는 분광광도계를 이용하여 260 nm 파장에서 흡광도를 측정하 였고, A260/A280 비가 1.8 이상인 표본을 실험에 이용하였 다.
안병훈 외 10인. 간세포암 주위 조직에서 TGF-β1과 그 수용체의 발현 2 65
2) cDNA 생성
1 μL (0.5 μg/ μL) oligo dT와 5 μg total RNA를 섞어 전 체가 12 μL의 양이 되게 한 후 70℃에서 10분 동안 denaturation하였다. 5x standard buffer 4 μL , 0 .1M DTT 2 μL, 10mM dNTP 1 μL를 섞은 후 42℃에서 2분 동안 incubation하였다. 200 unit/μL SuperscripII (Gibco, Gaithers- burg, MD , USA) 1 μL를 넣은 후 42℃에서 50분 동안 반응 시켰다. 혼합물을 70℃에서 15분간 가열함으로써 효소를 비활성화시켜 반응을 종료하였다.
3) 역전사중합효소연쇄반응 및 정량 분석
증폭에 이용된 시발체의 염기서열은 Table 1과 같다. 합 성된 cDNA 1.5 μL , 10x PCR buffer 2 μL, 10 mM dNTP 1 μL, 10 pM N- 107 1A primer 또는 β-RII-R 0 .6 μL, 10 pM N- 107 1B prim er 또는 β-RII-F 0 .6 μL, 25 m M MgCl2, 2 μL, dH2O 12 .1 μL와 Taq polymerase 1 U을 섞은 후 5분 동안 처음 변성을 95℃에서 시행한 후 95℃에서 1분간 변성, 5 6℃에서 1분간 annealing하고, 74℃에서 2분간 extension하 는 과정을 35회 반복 시행하였다. 마지막으로 10분 동안 7 4℃에서 extension하였다.
증폭시킨 후 10 μL의 반응물을 전기영동( 1.2% agarose gel in TAE buffer)으로 분리하였고 ethidium bromide로 염 색하여 자외선조사기로 확인하였다. 증폭산물의 밀도는 영 상밀도계(Gel-Doc 2000, BioRad, Hercules, CA, USA)를 이 용하여 측정하였고 competitor는 housekeeping gene의 하나 인 β-actin을 이용하였다(Fig. 1).
3 . 통 계 분 석
TGF-β1 mRNA와 제2형 TGF-β1 수용체 mRNA의 양 및 기타 연속변수는 평균±표준편차로 표시하였다. TGF-β1 TGF-β1 mRNA와 제2형 TGF-β1 수용체 mRNA 발현양을 종양과 주위 조직 간에 비교하고 종양학적 특성들 간에 비 교할 때는 paired t-test와 Student t-test을 사용하였고, 연속 변수 간의 연관성은 Pearson 's correlation coefficient로 각각 의 유의성을 검정하였다.
결 과
1. 임 상 적 특 징
대상 30예의 연령은 중앙값이 45세(39-60)세였고 남자 24예, 여자 6예였다. 원인별로는 HBV에 의한 경우가 24예 였고 HCV가 2예, 그 외의 경우가 4예였다. 종양의 형태는 단일결절형이 20예였고 다결절형이 4예, massive형이 6예 였다. 종양의 크기는 평균 5.76±2.60 cm이었고 5 cm 이하 Table 1. Primers Used for RT-PCR
Primers Sequences TGF-β1
primer N- 107 1A N- 107 1B TGF-β 1 receptor
primer β-RII-F β-RII-R
5′-CGA GCC TGA GGC CGA CTA CT-3′
5′-TGG TAC AGC TCC ACG TGC TG-3′
II
5′-CAA CAA CAT CAA CCA CAA-3′
5′-AAG CCC AAA GTC ACA CAG-3′
Table 2. Clinical and Pathological Characteristics of Patients
Age (yr, m edian) (range) Sex (M/ F)
Etiology
HBV/ HCV/NBNC Gross findings of tum or
SN/MN/M Tumor size (cm)
≤5 / >5
Histologic grade (Edmondson) I/ II/III/IV
Capsule invasion (+/ -) Vascular emboli (+/ -) Portal vein invasion (+/ -) Background liver
LC/ CAH/incomplete LC/RH /nonspecific
45(39-60) 24/ 6 24/2/4 20/4/ 6 14/ 16 2/ 7/ 2 1/0 11/ 19 17/ 13 7/ 23 2 1/2/4/2/ 1
SN , single nodular type ; MN, Multinodular type; M , massive type ; LC, liver cirrhosis; CAH, chronic active hepatitis; RH, reactive hepatitis .
Fig. 1. Products of RT-PCR. A, TGF-β 1 mRNA (228 bp); B, TGF-β 1 receptor II mRNA (487 bp); C, (-actin (190 bp); lane 0, 100 bp marker; lane 1, 3, 5, 7, 9, RT-PCR products of tumor; lane 2, 4, 6, 8, 10, RT-PCR products of surrounding tissue.
2 6 6 The Korean Journal of Gastroenterology: Vol. 37, No. 4, 2001
가 14예, 5 cm 이상이 16예였다. 조직학적 분화도는 Ed- mondson I등급이 2예, II등급이 7예, III등급이 2 1예였다. 피 막을 침범한 경우가 11예, 침범하지 않은 경우가 19예였다.
조직학상 혈관 색전을 보인 경우가 7예, 그렇지 않은 경우 가 23예였다. 간문맥을 침범한 경우가 7예, 그렇지 않은 경 우가 23예였다. 종양 주위 조직은 간경변증을 보인 경우가 2 1예, 만성 활동성 간염이 2예였으며, 그 외의 경우가 7예 였다(Table 2).
2 . 간 세 포 암 과 주 위 간 조 직 에 서 T G F - β1 m R N A 와 제 2형 T G F - β1 수 용 체 m R N A 의 발 현 양 상 TGF-β1 mRNA의 발현 양상은 30예 중 17예(57 %)에서 종양조직에서 주위 간조직보다 높게 발현되었으나 나머지 13예에서는 오히려 주위 간조직에서의 발현이 높았다. 종 양과 주위 조직내 TGF-β1 m RNA 양은 각각 1.43±0.55와 1.49±0 .54로 통계학적 차이는 없었다(p =0 .54) . 제2형 TGF- β1 수용체 mRNA의 발현 양상은 30예 중 26예(87 %)에서 주위 조직에서의 발현이 종양조직보다 높게 나타났으며 4 예에서만 종양조직에서의 발현이 높은 것으로 나타났다.
종양과 주위 조직의 제2형 TGF-β1 수용체 mRNA 양은 각 각 2.47± 1.08, 3.53± 1.50으로 종양조직에서의 발현이 주위 조직보다 낮게 나타났으며 통계학적으로 유의한 차이를 보 였다 (Fig. 2, p =0.00).
종양학적 특성에 따라 TGF-β1 m RNA의 발현량을 비교 해 보면 종양의 크기가 5 cm 이하인 경우 1.29±0.45, 5 cm 이상인 경우 평균값이 1.53±0.60으로 종양의 크기가 큰 경 우 약간 높게 발현이 되었지만 통계학적 차이는 보이지 않 았다(p =0.22). 피막을 침범한 경우와 침범이 없는 경우는 각각 1.64±0.32, 1.30±0.62으로 피막 침범 여부에 따른 차 이는 보이지 않았다(p =0.11). 혈관 색전이 있는 경우는 1.34
±0.54, 혈관 색전이 없는 경우 1.54±0.55이었으며 간문맥 을 침범한 경우는 1.58±0.57, 침범이 없는 경우는 1.38±
0 .54으로 각 군 간에 통계학적 차이는 보이지 않았다(p = 0 .32, p =0 .42). 조직학적 분화도에 따라 비교해 보면 Ed- mondson I, II와 III등급의 경우 각각 1.40±0.48, 1.49±0 .72 이었으며, 종양 형태가 단일결절형인 경우 1.24±0.32, 다발 성 결절이나 massive형인 경우 1.50±0.61으로 종양의 분화 도가 나쁘고 다발성 결절형인 경우 발현이 높았지만 역시 각 군 간에 통계학적 차이는 없었다(p=0.13, p =0.13). 종양 조직내 TGF-β1 mRNA과 주위 조직내 TGF-β1 mRNA의 상대적인 비율을 종양학적 특성들과 비교했을 때에도 TGF-β1 m RNA 발현과 마찬가지로 각 군 간에 차이는 보 이지 않았다.
종양학적 특성에 따라 제2형 TGF-β1 수용체 m RNA의 발현량을 비교하였을 때에는(Table 3) 종양의 크기가 5 cm
이하인 경우가 2.45± 1.00, 5 cm 이상인 경우 2.47± 1.18였 으며 피막 침범이 있는 경우 2.34± 1.29였고 그렇지 않은 경우 2.54±0.97으로 각기 두 군 간의 차이는 없었다 (p =0.96, p =0 .63) . 간문맥의 침범을 보인 경우는 2 .24± 1.60, 침범이 없는 경우 2.52±0.9 1였고 (p =0.54), 조직학적 분화 Fig. 2. Expression of TGF-β 1 receptor II mRNA in hepatocellular carcinoma (HCC) and surrounding tissue. The mean level of expression of TGF-β 1 receptor II mRNA is lower in HCC than in surrounding tissue (p=0.00).
Table 3 . Ratio of TGF-β1 Receptor II mRNA in Hepato- cellular Carcinom a to That in Surrounding Tissue Accord- ing to Tumor Characteristics
TGF-β1 RII mRNA in HCC TGF-β1 RII mRNA
in surrounding tissue p value Tumor size
≤ 5cm 5cm Capsule invasion
+ -
Histologic grade I, II
III
Portal vein invasion +
-
Vascular emboli +
- Tumor type
single nodular multinodular or m assive
0 .76±0 .26 0 .66±0 .23 0 .68±0 .22 0 .72±0 .26 0 .66±0 .24 0 .72±0 .25 0 .49±0 .22 0 .77±0 .2 1 0 .72±0 .27 0 .69±0 .20 0 .68±0 .28 0 .75±0 .13
0 .29
0 .66
0 .55
0 .0 1
0 .67
0 .49
Data are expressed as mean±SD .
Ahn, et al. TGF-β 1 and Its Receptor in HCC and Surrounding Tissue 2 6 7
도가 I, II등급의 경우 2.44± 1.25, III등급의 경우 2.52±
0 .68였으며(p =0.85), 혈관 색전이 있는 경우 2 .62± 1.11, 없 는 경우 2.26± 1.07로(p =0.37) 각 군 간에 통계학적 차이는 보이지 않았다. 종양조직내 제2형 TGF-β1 수용체 m RNA 의 주위 조직내 제2형 TGF-β1 수용체 mRNA에 대한 상대 적 비율을 종양학적 특성들과 비교해 보면 종양의 크기가 5 cm 이하인 경우 0 .76±0 .26, 5 cm 이상인 경우 0 .66±
0 .23이었고 피막 침범이 있는 경우 0.68±0.22, 피막 침범이 없는 경우 0.72±0.26으로 각각 두 군 간에 통계학적 차이 는 없었다(p =0.29, p =0.66). 혈관 색전을 보인 경우 0.72±
0 .27, 혈관 색전이 없었던 경우 0 .69±0 .20이었고 조직분화 도가 I, II등급의 경우 0.66±0.24, III등급의 경우 0.72±
0 .25로 역시 각각 두 군 간의 차이는 보이지 않았다(p =0 .67, p =0 .55) . 종양 형태가 단일결절형인 경우 0 .68±0 .28, 다발 성 결절형이거나 massive형인 경우 0.75±0.13으로 종양 형 태에 따라서도 차이를 보이지 않았지만(p =0.49) 간문맥 침 범이 있는 경우는 0.49±0.22로 간문맥 침범이 없는 경우가 0 .77±0 .2 1인데 비해 통계학적으로 유의하게 낮게 나와 종 양조직내 제2형 TGF-β1 수용체 mRNA가 간문맥 침범이 있을 경우 주위 조직에 비해 상대적으로 더욱 낮게 발현되 고 있음을 알 수 있었다 (p =0.0 1).
한편 TGF-β1 m RNA와 제2형 TGF-β1 수용체 mRNA 발 현량과 나이, 연령과는 상호 연관성이 없었다.
고 찰
정상적인 세포의 성장과 분화는 촉진인자와 억제인자사 이의 균형에 의해 조절된다. 따라서 암의 발생 과정은 이러 한 촉진인자의 과발현이나 억제인자의 소실 또는 감수성 저 하로 인해 안정상태가 깨어짐으로써 일어난다고 생각된다.
현재 TGF-β1은 간세포의 성장을 억제하거나 세포사멸을 일으킴으로써 간세포 성장과 분화에 중요한 억제인자로 알 려져 있다.14 ,3 5 그러나 여러 연구 결과에 따르면 간세포암에 서는 오히려 TGF-β1이 과발현되어17 - 19 세포증식을 억제하 지 않고 오히려 간암세포의 성장과 증식을 촉진하는 것으로 알려져 있다. 과발현된 TGF-β1은 종양이나 주위 조직에 혈 관 형성을 촉진하고 종양이나 주위 조직에 세포기질형성과 type IV collagenase 등의 합성을 촉진하고3 6 종양 주위 조직 의 정상 간세포의 세포사멸을 유발하며3 7 ,3 8 림프구의 증식 을 억제함으로써 숙주의 면역능을 억제하여 간세포암의 성 장과 진행에 유리한 환경을 조성하는 것으로 알려져 있
다.3 9 ,4 0 TGF-β1의 성장억제인자로서의 기능과 간세포암에
서의 발현 증가라는 상반된 결과는 이들 간세포암세포가 TGF-β1에 대해 저항성을 가지고 있음을 시사하고 있다.
본 연구 결과에서는 30예 중 17예(57%)에서 간세포암
조직에서 TGF-β1 mRNA의 발현이 주위 조직보다 높았다.
그러나 주위 조직이 종양조직보다 높은 예도 13예나 되었 고 발현량도 차이를 보이지 않았다(p =0.62). 이는 TGF-β1 m RNA의 발현이 실험 조건에 따라 다르게 나타났을 가능 성을 배제할 수 없지만 TGF-β1이 간경변증이나 만성 활동 성간염에서 섬유화 과정을 촉진시키며 정상 간조직보다 증
가된다12 , 13는 연구 결과를 고려할 때 이번 연구 대상에 포
함된 종양 주위 조직이 대부분 완전 또는 불완전 형태의 간 경변(83%)이거나 만성 활동성 간염이었기 때문이라고 생각 된다. 반면 제2형 TGF-β1 수용체 mRNA는 30예 중 26예 (87 %)에서 종양조직에서의 발현이 주위 조직보다 낮게 나 오는 소견을 관찰할 수 있었다. 이러한 종양조직에서 수용 체의 발현의 소실이나 감소는 망막아종세포주,2 9 유두상 갑 상선암3 2이나 유방암 등4 1 다른 종양조직에서도 관찰되었던 소견이며, Sue 등3 4이 사람의 간세포암에서 관찰하였던 소 견과 일치한다. 이는 활발히 증식하는 간세포암 세포의 TGF-β1에 대한 감수성 저하의 원인이 되는 기전으로 수용 체의 발현의 소실이나 감소가 작용하고 있음을 시사하는 소견이다. 일부에서는 면역조직화학검사에서 TGF-β1 수용 체가 세포막에서는 소실된 반면 세포질내에는 염색이 되고 있음을 관찰할 수 있어 TGF-β1 수용체 처리 과정 장애로 수용체가 세포막으로 이동하지 못하고 세포질에 축적되기 때문이라는 보고가 있다.3 4 이외에도 수용체 후 전도 장애 나 TGF-β1 수용체들 간의 상대적인 발현의 차이라는 몇 가 지 가능성들이 제시되고 있다.2 6 ,2 8 이번 연구에서는 면역조 직화학검사를 시행하지 않았고 다른 수용체에 대한 발현 양상을 조사하지 않아 이에 대해 알 수는 없었다. 일부에서 는 TGF-β1 종양학적 특성에 따라 발현에 차이를 보이고 발 현량에 따라 예후와 관련성이 있다는 보고가 있다. 1999년 송 등2 3은 분화가 좋고 단일결절형이며 종양의 크기가 작은 간세포암일수록 TGF-β1의 발현이 높다고 하였으며, 1995 년 Ito등2 2은 혈관 발달 정도와 혈청 TGF-β1 발현정도와 상 관관계가 있다고 하였고, Tsai 등2 1은 요중에서 TGF-β1이 높게 측정될수록 예후가 좋지 않았다고 보고하였다. 본 연 구에서는 종양의 크기가 크고 분화도가 나쁠수록 그리고 다결절형인 예에서 TGF-β1 m RNA 발현이 높은 경우가 많 았지만 통계학적 차이는 보이지 없었다. 그 외 피막 침범 여부, 혈관 침범 유무, 간문맥 침범 여부 등 종양학적 특성 들에 따른 TGF-β1 mRNA 발현 양상의 차이는 없었다. 또 한 종양학적 특성들 간의 제2형 TGF-β1 수용체 m RNA의 발현 양상도 차이를 보이지 않았다. 그러나 종양내 TGF-β1 수용체 mRNA 발현량을 주위 조직에서의 발현량과 비교해 보았을 때 간문맥의 침범을 보였던 예에서 그렇지 않았던 경우보다 상대적으로 낮게 나오는 결과를 보였다. 이러한 결과는 TGF-β1 수용체의 상대적인 발현 양상에 따라 종양
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의 생태에 차이를 보일 수 있다는 점을 시사하고 있다. 일 부 종양조직에서 제2형 TGF-β1 수용체 mRNA 발현이 종 양의 크기에 따라 차이를 보이고3 2 발현량에 따라 분화도나 침습성에 따라 차이를 보인다4 1는 보고가 있어 이를 뒷받침 하고 있다.
결론적으로 본 연구에서는 제2형 TGF-β1 수용체가 간세 포암 조직내에서 주위 조직에 비해 낮게 발현되며 간문맥 을 침범한 경우 그 주위 조직에 대한 발현이 상대적으로 더 감소함을 알 수 있었고 따라서 제2형 TGF-β1 수용체의 발 현 저하가 간세포암의 발생 과정과 간문맥 침범과 같은 종 양의 진행 과정에 관여하리라 생각된다.
요 약
목적 : TGF-β1은 간세포의 증식을 억제하는 강력한 성장 억제인자이다. 현재 이러한 성장억제인자에 대한 감수성저 하가 종양의 발생에 관여하리라고 생각되고 있다. TGF-β1 의 세포막 수용체의 소실은 이러한 기전의 하나로 제시되 고 있다. 그러나 TGF-β1 수용체의 소실이 사람의 간세포암 의 발생에 어떻게 관여하는지는 알려져 있지 않다. 본 연구 에서는 간세포암과 그 주위 조직내에서의 TGF-β1과 그의 수용체의 발현을 비교하여 간세포암의 발생 과정에서의 이 들의 역할에 대해서 알아보고자 한다. 대상 및 방법 : 간세포 암으로 수술받은 30예을 대상으로 간세포암과 그 주위 조 직내에서 TGF-β1 mRNA와 제2형 TGF-β1 수용체 mRNA 을 역전사중합효소연쇄반응으로 측정하고, 이들의 발현 양 상과 간세포암의 종양학적 특성들과의 연관성을 분석하였 다. 결과 : 간세포암과 주위 조직내에서 TGF-β1 m RNA의 발현은 차이를 보이지 않았으나 제2형 TGF-β1 수용체 mRNA은 간세포암에서 주위 조직보다 낮게 발현되었다 (2.47± 1.08 vs. 3.53± 1.50, 평균±표준편차, p =0 .00). 피막 침범, 간문맥 침범, 혈관 색전, 종양의 크기, 형태 그리고 조 직학적 분화도와 같은 종양학적 특성에 따른 TGF-β1 mRNA와 제2형 TGF-β1 수용체 mRNA의 발현 양상의 차 이는 보이지 않았다. 그러나 제2형 TGF-β1 수용체 mRNA 의 주위 조직내 발현에 대한 간세포암의 발현 비율은 간문 맥을 침범한 경우가 보다 낮았다(0.49±0.22 vs 0.77±0.2 1, p =0 .0 1) . 결론 : 제2형 TGF-β1 수용체 mRNA은 간세포암에 서 주위 조직보다 낮게 발현되었다. 게다가 간문맥을 침범 한 경우 상대적으로 보다 낮은 발현 비율을 보였다. 이러한 결과들은 TGF-β1 수용체의 발현 저하가 간세포암의 발생 과정과 간문맥 침범과 같은 종양의 진행에 관여하리라는 것을 시사한다.
색인단어 : 간세포암, TGF-β1, TGF-β1 수용체
참 고 문 헌
1. Fausto N. Multifunctional roles for transforming growth factor-beta 1. Lab Invest 199 1;65:497-499.
2. Sporn MB, Roberts AB. Transforming growth factor-beta:
recent progress and new challenges. J Cell Biol 1992; 119:10 17- 102 1.
3. Sporn MB, Roberts AB, Wakefield LM, de Crombrugghe B. Some recent advances in the chemistry and biology of transforming growth factor-beta. J Cell Biol 1987; 105:1039- 1045.
4. O 'Keefe RJ, Puzas JE, Brand JS, Rosier RN. Effects of transforming growth factor-beta on matrix synthesis by chick growth plate chondrocytes. Endocrinology 1988; 122:2953-296 1.
5. Ignotz RA, Massague J. Transforming growth factor-beta stimulates the expression of fibronectin and collagen and their incorporation into extracellular matrix. J Biol Chem 1986;26 1:4337-4345.
6. Roberts AB, Sporn MB, Assoian RK, et al. Transforming growth factor type beta: rapid induction of fibrosis and angiogenesis in vivo and stimulation of collagen formation in vitro. Proc Natl Acad Sci USA 1986;83:4 167-4 17 1.
7. Kehrl JH, Roberts AB, Wakefield LM, Jarowlew S, Sporn MB, Fauci AS. Transforming growth factor beta is an important immunomodulatory protein for human B lymphocytes. J immunol 1986; 137:3855-3860.
8. Nakamura T, Tomita Y, Hirai R, Yamaoka K, Kaj i K, Ichihara A. Inhibitory effect of transforming growth factor-beta on DNA synthesis of adult rat hepatocytes in primary culture. Biochem Biophys Res Commun
1985; 133:1042- 1050.
9. Friedman SL, Arthur MJ. Activation of cultured rat hepatic lipocytes by Kupffer cell conditioned medium . Direct enhancement of matrix synthesis and stimulation of cell proliferation via induction of platelet-derived growth factor receptors. J Clin Invest 1989;84:1780- 1785.
10. Carr BI, Hayashi I, Branum EL, Moses HL. Inhibition of DNA synthesis in rat hepatocytes by platelet-derived type beta transforming growth factor . Cancer Res
1986;46:2330-2334.
11. Braun L, Mead JE, Panzica M, Mikumo R, Bell GI, Fausto N. Transforming growth factor beta mRNA increases during liver regeneration: a possible paracrine mechanism of
안병훈 외 10인. 간세포암 주위 조직에서 TGF-β1과 그 수용체의 발현 2 69
growth regulation. Proc Natl Acad Sci USA 1988;85:
1539-1543.
12. Bedossa P, Paradis V. Transforming growth factor-beta (TGF-beta): a key-role in liver fibrogenesis. J Hepatol 1995;22:37-42.
13. Border WA, Noble NA. Transforming growth factor-beta in tissue fibrosis. N Engl J Med 1994;33 1:1286- 1292.
14. Sanderson N, Factor V, Nagy P, et al. Hepatic expression of mature transforming growth factor beta 1 in transgenic mice results in multiple tissue lesions. Proc Natl Acad Sci USA 1995;92:2572-2576.
15. Wollenberg GK, Semple E, Quinn BA, Hayes MA.
Inhibition of proliferation of normal, preneoplastic, and neoplastic rat hepatocytes by transforming growth factor-beta. Cancer Res 1987;47:6595-6599.
16. Lin JK, Chou CK. In vitro apoptosis in the human hepatoma cell line induced by transforming growth factor beta beta 1. Cancer Res 1992;52:385-388.
17. Nakatsukasa H, Evarts RP, Hsia CC, Marsden E, Thorgeirsson SS. Expression of transforming growth factor-beta 1 during chemical hepatocarcinogenesis in the rat. Lab Invest 199 1;65:5 11-5 17.
18. Liu C, Tsao MS, Grisham JW. Transforming growth factors produced by normal and neoplastically transformed rat liver epithelial cells in culture. Cancer Res 1988;48:850-855.
19. Carr BI, Huang TH, Itakura K, Noel M, Marceau N. TGF beta gene transcription in normal and neoplastic liver growth. J Cell Biochem 1989;39:477-487.
20. Shirai Y, Kawata S, Tamura S, et al. Plasma transforming growth factor-β1 in patients with hepatocellular carcinoma.
Comparison with chronic liver diseases. Cancer 1994;73:2275-2279.
2 1. Tsai JF, Jeng JE, Chuang LY, et al. Elevated urinary transforming growth factor-β1 level as a tumor marker and predictor of poor survival in cirrhotic hepatocellular carcinoma. Br J Cancer 1997;76:244-250.
22. Ito N, Kawata S, Tamura S, et al. Positive correlation of plasma transforming growth factor-beta 1 levels with tumor vascularity in hepatocellular carcinoma. Cancer lett
1995;89:45-48.
23. 송병철, 정영화, 양수현 등. 간세포암 및 주위 간조직내 Transforming Growth factor-β1 mRNA발현. 대한소화기학 회지 1999;34:774-783.
24. Massague J. Receptors for the TGF-beta family. Cell 1992;69:1067- 1070.
25. Massague J, Cheifetz S, Boyd FT,Andres JL. TGF-beta receptors and TGF-beta binding proteoglycans: recent
progress in identifying their functional properties. Ann N Y Acad Sci 1990;593:59-72.
26. Inagaki M, Moustakas A, Lin HY, Lodish HF, Carr BI.
Growth inhibition by transforming growth factor beta (TGF-beta) type I is restored in TGF beta resistant hepatoma cells after expression of TGF beta receptor type II cDNA. Proc Natl Acad Sci USA 1993;90:5359-5363.
27. Chen RH, Ebner R, Derynck R. Inactivation of the type II receptor reveals two receptor pathways for the diverse TGF-beta activities. Science 1993;260:1335- 1338.
28. Ebner R, Chen RH, Shum L, et al. Cloning of a type I TGF beta receptor and its effect on TGF beta binding to the type II receptor . Science 1993;260:1344- 1348.
29. Kimchi A, Wang XF, Weinberg RA, Cheifetz S, Massague J. Absence of TGF-beta receptors and growth inhibitory responses in retinoblastoma cells. Science 1988;240:
196- 199.
30. Gobbi H, Arteaga CL, Jensen RA, et al. Loss of expression of transforming growth factor beta type II receptor correlates with high tumor grade in human breast in-situ and invasive carcinomas. Histopathology 2000;36:168-177.
31. Inman GJ, Allday MJ. Resistance to TGF-beta 1 correlates with a reduction of TGF-beta type II receptor expression in Burkitt 's lymphoma and Epstein-Barr virus-transformed B lymphoblastoid cell lines. J Gen Virol 2000;8 1:1567- 1578.
32. Matoba H, Sugano S, Yamaguchi N, Miyachi Y. Expression of transforming growth factor-beta 1 and transforming growth factor-beta Type-II receptor mRNA in papillary thyroid carcinoma. Horm Metab Res 1998;30:624-628.
33. Grasl-Kraupp B, Rossmanith W, Ruttkay-Nedecky B, et al.
Levels of transforming growth factor beta and transforming growth factor receptors in rat liver during growth, regres- sion by apoptosis and neoplasia. Hepatology 1998;28:
7 17-726.
34. Sue SR, Chari RS, Kong FM, et al. Transforming growth factor-beta receptors and mannose 6-phosphate/insulin-like growth factor-II receptor expression in human hepatocellular carcinoma. Ann Surg 1995;222:17 1-178.
35. Galle PR. Apoptosis in liver disease. J hepatol 1997;27:405-4 12.
36. Bedossa P, Peltier E, Terris B, Franco D, Poynard T.
Transforming growth factor-beta 1 and Transforming growth factror-beta 1 receptors in normal, cirrhotic, and neoplastic human livers. Hepatology 1995;2 1:760-766.
37. Samuel SK, Hurta RA, Kondaiah P, et al. Autocrine induction of tumor protease production and invasion by a metallothionein-regulated TGF beta 1 (Ser223,225). EMBO
2 7 0 대한소화기학회지: 제37권 제4호 2001
J 1992; 11:1599- 1605.
38. Braun L, Gruppuso P, Mikumo R Fausto N. Transforming growth factor beta 1 in liver carcinogenesis: messenger RNA expression and growth effects. Cell Growth Differ
1990;1:103- 111.
39. Gressner AM, Lahme B, Mannherz HG, Polzar B. TGF-beta mediated hepatocellular apoptosis by rat and human hepatoma cells and primary rat hepatocytes. J Hepatol
1997;26:1079- 1092.
40. Torre-Amione G, Beauchamp RD, Koeppen H, et al. A
highly immunogenic tumor transfected with a murine transforming growth factor type beta 1 cDNA escapes immune surveillance. Proc Natl Acad Sci USA 1990;87:1486-1490.
4 1. Li XF, Takiuchi H, Zou JP, et al. Transforming growth factor-beta (TGF-beta)-mediated immunosuppression in the tumor-bearing state enhanced production of TGF-beta and a progressive increase in TGF-beta susceptibility of anti-tumor CD4+ T cell function. Jpn J Cancer Res 1993;84:3 15-325.