자궁내막증은 가임기 여성의 3-10%, 불임 여성의 25- 35% 정도에서 나타나는 비교적 흔한 부인과 질환으로 자궁내막 조직이 자궁이외에 장소에서 증식하는 질환 이다.1 아직까지 자궁내막증의 병태생리학적인 기전에 대해서는 논란의 여지가 많으나 생리혈의 역류현상,2 혈액 혹은 림파계를 통한 발생,3 체강 이행설4 등으로 설명되고 있다. 이 중 Sampson에 의해 제시된 착상설 (implantation theory)이 가장 많이 받아들여지고 있다.5그 러나 생리혈의 역류 현상이 거의 모든 여성들에게서 일 어나는 반면 자궁내막증은 일부 여성들에 있어서만 발 현되는 것으로 보아 역류혈 이외에도 여러 가지 원인이 자궁내막증의 발생에 관여할 것으로 생각된다.
자궁내막증에선 골반내 자궁내막의 복막 착상시 혈관 신생 (neovascularization), 섬유성 반흔 (fibrous scarring), 활성화된 염증세포의 축척 (accumulation of activated inflammatory cells) 등의 국소적인 염증소견을 보인다.6 이중 골반면역세포 (pelvic immune cells), 특히 대식세포 가 동원 (recruitment)되어 복강내 사이토카인의 다단계 (cascade) 분비를 시작해서 자궁내막증의 질환이 진행된 다고 생각된다.
전사물질인 nuclear factor kappa B (NF-κB)는 염증반 응, 세포고사의 억제 및 세포증식에 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다.7실제로 대개의 염증반응을 동반한 질환들과 암생성과정에 있어서도 만성적인 NF-κB의 비
자궁내막증 자궁내막의 증가된 증식 활성도
인제대학교 일산백병원 산부인과학교실, *아주대학교 의과대학 산부인과학교실,
†대학원 분자과학기술과
김영아·김미란*·박동욱
†·안성희*·황경주*·장두영·이응수
=ABSTRACT=
Increased Proliferating Activity of Endometrium in Endometriosis
Young Ah Kim, M.D., Mi Ran Kim, M.D.*, Dong Wook Park
†, Sung Hee Ahn, M.D.*, Kyung Joo Hwang, M.D.*, Doo Young Chang, M.D.,
Eung Soo Lee, M.D.
Department of Obstetrics and Gynecology, Ilsan Paik Hospital, Inje University, Ilsan,
*Ajou University School of Medicine, †Department of Molecular Science and Technology, Graduate School of Medicine, Ajou University, Suwon, Korea
Objective : We investigated the expression of Ki-67, NF-κB, and COX-2 in endometrial tissue, and the incidence of polyps by hysteroscopic biopsy with or without endometriosis.
Methods : The study group was 92 patients with endometriosis and the control group was 90 patients without endometriosis. The subjects were 20 samples. The 10 samples consisted of eutopic endometrium with endometriosis. The control subjects were 10 samples of normal endometrium. Expression of Ki-67, NF-κB, and COX-2 was immunohistochemically investigated by polyclonal antibody.
Results : Endometrial polyps were found in 53 of 92 (57.6%) women with endometriosis but only in 15 of 90 (16.7%) women without endometriosis. High expression of Ki-67 was shown in eutopic endometrium with endometriosis. The expression of NF-κB and COX-2 was increased in eutopic endometrium with endometriosis, but normal endometrium showed lower expression.
Conclusion : The increase of endometrial polyps and hyperexpression of NF-κB, COX-2, Ki-67 could explain that proliferation activity of eutopic endometrium with endometriosis is increased.
Key Words : Endometriosis, NF-κB, COX-2, Ki-67, Endometrial polyp
접수일：2003. 7. 25.
주관책임자 : 황경주
정상적인 조절작용이 관련이 있을 것으로 보고되고 있 다.8이중 자궁내막증의 기질세포와 TNF-α 배양에서 자 궁내막증의 진행에 관여하는 IL-8이 발현되고 NF-κB가 관여함을 확인하였다.9 또한 인간 위암세포 연구에서 NF-κB가 위암세포증식에 관여함이 보고되었고, NF-κB 억제제를 통하여 위암 세포증식이 억제됨이 보고되었 다.10 특히 NF-κB는 cyclooxygenase-2 (COX-2) 유전자의 전사 작용을 조절하며,11위암 세포증식이 NF-κB에 유도 된 COX-2에 의해 나타나는 것으로 보고된 바 있다.
COX-2는 싸이토카인, 성장인자, 세균의 내독소 등에 의 하여 유도되며,12 염증반응 및 염증반응과 동반된 많은 질환과 대장암 등과도 밀접한 관련이 있다.13
최근에 자궁내막증의 내막 조직은 정상 조직에 비해 변형된 아로마타제 (aberrant aromatase)가 나타나며 세포 고사 (apoptosis)가 억제되고14세포증식이 증가됨이 보고 되었다.15이에 많은 연구에서 자궁내막증의 정상부위의 내막 (eutopic endometrium)이 자궁내막증의 병태생리에 중요한 원인으로 보고 있다.16
이중 아로마타제는 안드로젠을 에스트로젠으로 전환 하는 사이토크롬 P450효소이다. 아로마타제는 많은 조직 과 세포에 존재하며, 특히 난소 과립막세포, 태반 융합영 양막 (placental syncytiotrophoblast), 지방세포, 피부 섬유 아세포, 뇌에 나타난다. 아로마타제 messenger RNA가 난 소외 자궁내막증과 자궁내막종에 높게 나타나, 이는 자 궁내막증의 병변내 에스트로젠의 국소적인 생성에 관여 할 것으로 생각된다.17 프로스타글란딘 E2는 가장 강력 한 아로마타제 유도제로 알려졌으며, 역으로 에스트로 젠은 자궁내막의 기질세포 배양에서 COX-2를 자극하 여 프로스타글란딘 E2형성을 증가시킨다. 이로 국소적 인 에스트로젠 증가와 PGE2의 생성이 정피이드백환 (positive feedback cycle)을 형성하고, 이로 자궁내막증의 특징인 세포증식과 염증으로 나타난다.
Ki-67은 세포의 증식을 평가할 수 있는 핵내 단백질18 로 악성신생물을 포함한 세포증식과 관련된 질환을 대 상으로 하는 면역조직학적연구에 있어 매우 유용한 정 보를 제공하고 있다.19Ki-67은 세포 증식과 밀접하게 연 관되어있는 핵내 단백질이다.18아직까지 이 단백질에 대 한 정확한 기능에 대하여서는 확실히 밝혀지지는 않았 으나 오로지 증식중인 세포에서만 발현된다. 인간 Ki-67 단백질에 대한 항체의 출현은 인간의 악성신생물을 포 함한 세포증식과 관련된 질환을 대상으로 하는 면역조 직학적연구에 있어 매우 유용한 정보를 제공하고 있다.19 이에 본 연구는 자궁내막증군과 정상 대조군에서 자 궁경을 통한 병리조직 검사와 자궁내막증의 세포증식 및 염증과 관련 있는 전사 인자 (transcription factor) NF- κB, COX-2, 세포 증식 표지인자인 Ki-67의 면역조직화 학적 검사를 통하여 자궁내막증의 내막조직의 증식 활
성도를 비교하고자 하였다.
연구 대상 및 방법
1. 연구 대상1999년 3월부터 2001년 6월까지 아주대학교병원 산부 인과 불임클리닉을 내원한 환자들 중 복강경 수술을 요 하는 환자군을 대상으로 전향적 연구를 실시하였다. 자 궁내막 용종에 대해선 복강경 검사상 자궁내막증이 진 단된 환자 92명을 실험군으로 설정하고 자궁내막증이 없는 환자 90명을 대조군으로 하였다.
2. 방법 1) 자궁경검사
모든 환자들은 기본적인 불임 검사를 생리 주기에 맞 추어 실시하였으며, 복강경 검사와 자궁경 검사를 병행 하여 자궁내막증과 자궁내막 병변의 존재 여부를 확인 하였다. 자궁내막증의 진단은 복강경 수술로 확인하였고 The American Fertility Society classification20에 의거하여 병기를 결정하였다. 자궁내막 용종은 자궁경 검사상 육 안적으로 용종의 존재가 의심되는 경우에 한하여 용종 제거술을 시행한 후 조직학적 검사결과에 의하여 확진 된 경우만을 포함하였다.
NF-κB, COX-2, Ki-67의 발현양상을 보기 위해선 자궁 내막증을 보인 환자군에서 자궁경 검사를 시행하면서 10예에서 내막조직을 채취하였다. 실험군의 자궁내막조 직은 자궁근종, 자궁경부 병변으로 전자궁적출술을 시행 한 10예를 대상으로 자궁내막 후저부에서 자궁내막조직 을 채취하였다. 자궁내막 채취 시기는 환자군과 실험군 모두 증식기 (proliferative phase)에 실시하였다.
2) 면역조직화학적 염색
면역조직화학적 염색은 먼저 박절한 표본에서 paraffin 을 제거한 후 4% H2O2용액에 5분간 전 처리하여 조직 에 남아 있는 peroxydase를 제거하였다. 표본은 증류수로 세척한 후 1/400으로 희석한 일차항체로 상온에서 1시간 동안 항습 chamber에서 반응시킨 후 LSAB-kit (DAKO A/S, Glostrup, Denmark)에 포함된 2차 항체를 사용하 여 15분간 처리하였다. 표본은 증류수로 세척한 후 diaminobenzidine (DAB; DAKO A/S, Denmark)을 이용하 여 발색시켰으며, hematoxylin으로 10초간 대조 염색하여 canadian balsam으로 봉입한 후 관찰하였다.
실험에 사용한 일차항체는 Ki-67 (Anti-human goat polyclonal IgG), COX-2 (Anti-human goat polyclonal IgG), p65 (Anti-human goat polyclonal IgG), p50 (Anti-human rabbit polyclonal IgG), IkB (Anti-human rabbit polyclonal
IgG)를 Santa Cruz, Biotechnology Inc., Califonia, USA로부 터 구입하여 사용하였다.
3) 염색 판독
면역조직화학적으로 염색된 슬라이드를 광학현미경 (phase contrast inverted microscope; Diaphot 300, Nikon Co., Tokyo, Japan)으로 관찰하여 자궁내막상피세포와 기 질세포에서 각 NF-κB (p65, p50, IκB), COX-2, Ki-67 항 체의 염색 상태 및 정도를 normogram21을 통하여 관찰하 였다. 염색의 범위를 각각의 단면 (section)에서 염색된 범위가 <10%, 10-50%, >50%이면 1+, 2+, 3+로 정하고, 염색의 정도 (intensity)는 양성 콘트롤 (positive control)만 큼 염색이 되면 3+, 음성 control을 기준으로 약하게 염 색이 되면 1+, 1+와 3+의 중간정도를 2+로 정하였다.
4) 통계학적 분석
각각의 결과는 mean±SEM으로 나타냈으며 χ2-test, Kruskal-Wallis test를 이용하였으며, p 값이 0.05 미만인 경우를 통계학적으로 유의 하다고 판단하였다.
Table 1. Clinical characteristics of patients with and without endometriosis
Characteristics With endometriosis
(N=92)
Without endometriosis (N=90)
Age (yrs) 29.6±4.0 30.3±4.7
During of infertility (months) 31.0±20.9 23.1±17.3
FSH (mIU/mL) 8.81±10.86 6.62±2.62
LH (mIU/mL) 5.57±2.79 6.58±3.94
Estradiol (pg/mL) 37.41±28.33 37.18±19.12
Polyps (%)* 53 (57.6) 15 (16.7)
Values are means±SD *p=0.001
Table 2. Evaluation of normogram of Ki-67, NF-κB (p65, p50, IκB)& COX-2
Control (N=10) Endometriosis (N=10)
Glandular epithelium Stroma Glandular epithelium Stroma
Ki-67* 0.00 0.00 4.80±0.41 3.60±1.91
NF-κB
p65* 0.80±1.20 0.00 4.14±0.85 4.60±0.75
p50* 0.00 0.00 2.40±2.13 2.20±2.11
IκB* 0.00 0.85±1.38 4.28±1.79 4.28±1.79
COX-2* 0.28±0.45 0.29±0.46 2.17±1.74 2.14±1.93
Values are means±SD *p<0.05
결 과
1. 자궁경을 통한 자궁내막조직 검사
복강경 검사상 자궁내막증이 진단된 불임 환자 92명 을 실험군으로 설정하고 자궁내막증이 없는 불임 환자 90명을 대조군으로 하여 연구를 시행한 결과, 자궁내막 용종이 동반된 군과 동반되지 않은 군에서의 환자의 나 이, 불임기간, 생리 3일째 혈중 FSH, LH, estradiol 수치에 있어서 양군간의 유의한 차이는 없었다 (Table 1). 자궁 내막증이 진단된 환자 중 자궁내막 용종이 동반된 환자 는 전체 92명 중 53명 (57.6%)이었고 자궁내막증이 없는 환자 중 자궁내막 용종이 동반된 환자는 전체 90명 중 15명 (16.7%)으로 자궁내막증이 있는 경우에 자궁내막 용종이 동반된 경우가 유의하게 높게 나타났다 (p<0.05, Table 1).
2. Ki-67의 면역조직화학적 염색
증식 표지 (proliferation marker)인 Ki-67의 면역조직화 학적 염색은 정상자궁내막보다 자궁내막증의 정상부위
내막의 선상피 (glandular epithelium)(0.00 vs 4.80±0.41) 와 기질세포 (0.00 vs 3.60±1.91)에서 통계학적으로 의의 있게 발현되어 자궁내막증의 자궁내막에서 증식 활성이 증가됨을 확인하였다 (p<0.05, Table 2, Fig. 1).
3. NF-κB의 면역조직화학적 염색
NF-κB의 면역조직화학적 염색 중 p65는 정상자궁내막 보다 자궁내막증의 정상부위 내막의 선상피 (0.80±1.20 vs 4.14±0.85)와 기질세포 (0.00 vs 4.60±0.75)에서 통계 학적으로 의의 있게 발현되었다. p50의 면역조직화학적 염색은 정상자궁내막보다 자궁내막증의 정상부위 내막 의 선상피 (0.00 vs 2.40±2.13)와 기질세포 (0.00 vs 2.20
±2.11)에서 통계학적으로 의의 있게 발현되었다. NF-κB 의작용을 막은 IκB의 면역조직화학적 염색도 정상자궁 내막보다 자궁내막증의 정상부위 내막의 선상피 (0.00 vs 4.28±1.79)와 기질세포 (0.85±1.38 vs 4.28±1.79)에서 통계학적으로 의의 있게 발현되었다. 이에 자궁내막증의 정상부위 내막에서 NF-κB 중 p65와 p50, IκB가 발현됨을 확인하였고, 자궁내막증에서 NF-κB의 발현은 선상피와 기질세포 둘 다 나타남을 확인하였다 (p<0.05, Table 2, Fig. 1).
4. COX-2의 면역조직화학적 염색
COX-2의 면역조직화학적 염색은 정상 자궁내막보다 자궁내막증의 정상부위 내막에서 선상피 (0.28±0.45 vs 2.17±1.74)와 기질세포 (0.29±0.46 vs 2.14±1.93)에서 통계학적으로 의의 있게 발현되었다 (p<0.05, Table 2, Fig 1).
Fig. 1. Immunohistochemical staining of Ki-67 (A, B), p65 (C, D), p50 (E, F), IkB (G, H), & COX-2 (I, J) (A, C, E, G, I)-normal endometrium, (B, D, F, H, J)-eutopic endometrium with endometriosis ×400 magnification.
고 찰
자궁내막증의 발병 기전에 대해서는 일반적으로 생리 혈의 역류 현상이 가장 널리 받아들여지고 있는 가설이 며 그 외에도 복강내에서 멀리 떨어진 장기에서도 자궁 내막증이 발견되므로 혈관과 림파계를 통해서도 자궁내 막증이 생성될 수 있다고 설명하고 있다.
자궁내막증 환자에선 복강내 화학주화성 활성 (chemotatic activity)을 보이는 monocyte chemotatic protein-1과 RANTES (regulated on activation and normal T-cell expressed and presumably secreted),22 혈관신생 (neovascularization)에 관여하는 다양한 성장/맥관형성성 인자 (growth/angiogenic factor),23비전형적 복막 대식세 포 (aberrant peritoneal macrophage), eosinophil chemokine 인 eotaxin이 합성과 분비,24soluble form of intercellular adhesion molecule (ICAM), 즉 sICSM-1의 분비,25 Natural Killer (NK) cell의 활성도 감소,26자궁내막 항원 (endometrial antigen)에 대한 자가 항체 (autoantibody)와 보체 성분 (complement component)의 침사 (deposit) 등의 비정상적인 면역반응과 국소적 염증 소견을 보인다. 이 에, 골반면역세포 (pelvic immune cells), 특히 대식세포가 동원되어 복강내 사이토카인의 다단계 분비를 시작하고 tissue metalloproteinase를 나타나게 해 골반통과 불임 등 의 자궁내막증 질환을 야기한다는 가설이 제시되고 있 다.27그러나 비전형적 복막 대식세포의 활성도와 자궁내 막증의 연관성은 아직 명확하지는 않으며, 비전형적 면 역 반응 (aberrant immune response)의 원인과 진행의 원 인적인 역할은 아직도 확실치 않은 상태이다.
A C E G I
B D F H J
많은 수의 면역 혹은 염증 유전자 발현이 NF-κB에 의 해 조절 받는 것으로 밝혀졌다. NF-κB는 생쥐 B 림프구 의 면역글로불린 유전자 중 κ경쇄 유전자의 발현을 촉 진하는 단백질로 처음 발견되었다.28그 후 다양한 세포 에서 그 존재가 확인되었고, 여러 가지 종류의 NF-κB단 백질이 지금까지 밝혀졌는데, 대표적인 것이 p65 (RelA) 와 p50 등 2가지 단백질의 이질이합체 (heterodimer)이다.
본 연구에서도 NF-κB의 면연조직화학적 염색에 p65와 p50을 사용하였다.
자극을 받지 않은 세포에서 NF-κB는 IκB라는 저해 아 단위 (subunit)와 결합하여 세포질에 위치하며, IκB는 함 량이 많은 순서에 따라 α,β,ε 등 3가지가 존재한다.
세포 종류에 따라 다양한 신호가 NF-κB를 활성화시키는 데, 종양괴사인자 (tumor necrosis factor, TNF), IL-1 등의 식세포가 생산하는 염증 사이토카인과 단백질 인산화 효소 C촉진제인 phorbol myristate acetate (PMA), 바이러 스나 세균 등 병원체, 방사선과 자외선 등이 이러한 작 용을 나타낸다. 이러한 신호들은 대부분 IκB 단백질의 특정 세린 (serine)기의 인산화를 일으키고, 인산화된 IκB 는 유비퀴틴 (ubiquitin)과 결합 후 세포질의 proteasome에 서 분해된다. IκB와 분리된 NF-κB는 그동안 숨어있던 핵 위치 서열의 노출에 의해 핵으로 이동하여 DNA에 결합한다.29
염증반응 초기에 NF-κB가 활성화되면 세포유착분자 를 만들게 하고, 염증세포가 생산한 chemokine과 함께 더 많은 염증세포를 그 부위로 불러들이는 작용을 한다.
염증부위로 새로 들어온 세포들은 다시 IL-1이나 TNF에 의해 자극을 받아 NF-κB가 활성화되고, 다시 염증 관련 단백질을 생산하게 된다 이러한 positive control loop에 의해 염증이 진행되고 더 악화된다.
IκB는 평상시 NF-κB의 작용을 막는 역할을 하며, IκB 중 세포내 함량이 가장 많은 IκBα의 유전자 조절 부위 에 κB 서열이 있어 NF-κB가 활성화되면 IκBα의 발현도 증가하게 된다. 세포질과 핵내의 IκBα 함량이 증가하게 되면 NF-κB의 작용이 다시 차단되므로, NF-κB에 의한 I κB 활성을 조절하기 위한 부피이드백 (negative feedback) 작용이라 할 수 있다. 본 연구에서도 자궁내막증의 내막 조직에서 IκBα의 발현이 증가되어 NF-κB가 활성화되었 음을 확인하였다.
NF-κB는 염증반응, 세포고사의 억제 및 세포증식에 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 실제로 대개의 염증반응을 동반한 질환들과 암생성과정에 있어서도 만 성적인 NF-κB의 비정상적인 조절작용이 관련이 있을 것 으로 보고되고 있다. 자궁내막조직의 기질세포의 TNF- α와 배양실험에서 IL-8이 증가하며 NF-κB가 작용한 것 을 확인하였다. 또한 인간위암세포 연구에서 NF-κB가 위암세포증식에 관여함을 보고하였고, NF-κB 억제제를
통하여 세포증식이 억제됨을 보고하였다.10이에 본 연구 에서도 자궁내막증의 정상부위 내막에서 NF-κB 중 p65 와 p50, IκB가 발현됨을 확인하였고, 자궁내막증에서 NF-κB의 발현은 선상피와 기질세포 둘 다 나타남을 확 인하였다.
자궁내막증의 정상부위의 내막에서 COX-2가 과발현 되는 기전에 대해서는 아직까지 명확하지는 않다. 그러 나 면역세포와 대식세포에서 분비되는 IL-1 혹은 IL-2와 같은 사이토카인에 의해 COX-2의 발현이 시작될 수 있 다. 과발현된 COX-2는 프로스타글란딘을 동반하여 월경 곤란증과 비정상적 자궁수축을 유도하기도 한다. NF-κB 는 cyclooxygenase-2 (COX-2) 유전자의 전사 작용을 조절 하며,11위암의 세포증식에서 NF-κB에 유도된 COX-2가 발현되는 것이 보고 된 바 있다. 인간 COX-2 유전자 프 로모터 (gene promoters)에 NF-κB가 결합하는 조절 DNA 가 포함되어 있으며,30몇몇 세포계 (cell line)에서 NF-κB 에 의해 COX-2가 조절되는 것이 보고되었다. 특히 암세 포계에서 COX-2는 세포증식을 조절하며, Lim 등의 연구 에선 위암 AGS 세포에서 NF-κB가 COX-2의 발현과 프 로스타글란딘 합성을 조절함을 발표하였다. Aspirin에 민 감한 비용종 (nasal polyps from aspirin-sensitive)에서 NF-κ B를 부피이드백시키면 COX-2 mRNA가 적게 표현되는 것이 보고되고 있다.31쥐의 섬유아세포와 대식세포 실험 에서, 분열원질 (mitogen) 혹은 내독소 (endotoxin)에 유도 되는 프로스타글란딘 생성에 COX-2가 작용하나, COX-1 은 작용하지 않았다.32즉 COX-2에 의해 생성된 프로스 타글란딘은 COX-1에 의해 유도된 프로스타글란딘과 다 른 효과를 나타낼 것으로 생각된다.
COX-2억제제는 위암세포, 췌장암세포, 대장암세포에 서 프로스타글란딘과 세포증식을 억제하여 COX-2에 의 해 생성된 프로스타글란딘이 세포증식에 관여함을 확인 할 수 있다. 또한 Lim 등의 연구에서 비특이성 또는 선 택적 COX-2 억제제로 위암세포의 세포증식이 억제됨 이 보고되었다. 또한 오랜 기간 동안 aspirin을 복용한 경우 결장암 (colon cancer)의 감소와 결장직장의 용종 (colorectal polyps)의 수와 크기가 감소됨이 보고되었다.
본 연구에서도 자궁내막증의 정상부위 내막에서 COX-2 의 과발현 및 용종이 57.6%로 관찰되어, COX-2가 자궁 내막 용종과 연관 있지 않을까 생각된다.
본 연구에서 자궁내막증의 정상부위 내막에서 NF-κB 와 COX-2가 자궁내막의 선상피와 기질세포에서 동시에 과발현이 관찰되어, 여러 종류의 염증 혹은 면역의 자극 으로 인한 NF-κB에 의한 COX-2의 유전자 발현으로 인 한 자궁내막증의 증식이 진행되는 것이 아닐까 가설을 세워본다.
본 연구 결과에 의하면 자궁내막증이 있는 불임 환자 에 있어서 자궁내막 용종이 존재할 확률은 63.5%였고
자궁내막증이 진단되지 않은 불임 환자 중 자궁내막 용 종이 동반된 환자는 16.7%로 통계학적으로 유의하게 자 궁내막증이 있는 경우에 자궁내막 용종이 동반될 확률 이 높게 나타났다. 이러한 자궁내막증과 자궁내막 용종 의 상호 연관성은 그 동안 자궁내막증을 가진 여성에서 월경통, 골반통 이외에 흔히 나타나는 불규칙 월경, 월경 과다증, 생리간 출혈 등의 설명하기 어려웠던 증상들이 동반되어 있는 자궁내막 용종에 의해 나타난 결과라고 볼 때 쉽게 이해할 수 있게 된다.
Brumstes 등에 의해 자궁내막증 환자의 자궁내막조직 에서 정상 여성에 비해 urokinase plasminogen activator와 prostaglandin F2α의 분비가 증가되어 있어 이러한 결과 로 자궁내막 조직의 비정상적인 성장이 일어날 수 있음 이 보고되었고,33Loh 등은 자궁내막증 환자의 대식세포 에서 분비되는 물질들에 의해 자궁내막세포의 비정상적 인 증식이 일어날 수 있음을 보고하여 자궁내막증이 있 는 경우에 있어 비정상적인 자궁내막조직의 성장이 자 궁내막 이외의 조직뿐만 아니라 자궁내막 자체에도 영 향을 미칠 것으로 추정된다.34
Ki-67은 G1시기를 제외한 세포주기 (cell cycle)에 나타 나는 핵항원 (nuclear antigen)이다. 증식세포 (proliferating cell)의 분절 (fraction)과 항체 Ki-67에 염색된 세포수가 관련 있음이 보고되면서 Ki-67은 세포의 증식 상태를 평 가하는데 사용되어졌다.35 정상 내막에서는 분비기보단 증식기 때 높은 증식 지수 (proliferative index)를 나타낸 다. Nisolle 등은 스테로이드 수용체 (steroid receptor)와 Ki-67의 발현양상을 연구하여, 자궁내막증의 red lesion의 기질과 난소자궁내막종에서 ER과 PR의 존재와 높은 증 식성 활성을 관찰하여 기질세포가 호르몬 의존적으로 자궁내막증이 발생하는 것으로 생각하고, 반면 이소성 자궁내막 (ectopic endometruim)에선 정상 자궁내막과 다른 형태학적 (morphologic) 차이와 유사분열의 활성 (mitotic activity) 지속이 보이므로 증식 조절에 호르몬과 다른 기전이 관여할 수 있음 또한 시사하였다.36본 연구 에서도 자궁내막증의 정상부위 내막에서 Ki-67은 정상 자궁내막에 비해 높은 증식활성도를 보이므로 자궁내막 증의 정상부위 내막에서 증식이 증가되어 있음을 확인 하였다.
자궁내막의 증식은 에스트로젠에 의한다. 자궁내막증 의 정상부위의 내막 (eutopic endometrium)은 정상자궁내 막과 달리 변형되어 자궁내막에 아로마타제가 나타나며, 이는 PGE2에 의해 자극된다. 자궁내막증 환자에선 프로 스타글란딘의 수치가 높으며 이는 생리통과도 직접적인 관련이 있는 것으로 생각된다.37아로마타제로 인한 국소 적인 에스트로젠 유도는 PGE2의 생성을 유도하여 정피 이드백환 (positive feedback cycle)을 형성한다. 프로스타 글란딘은 cyclooxygenase (COX) pathway를 통해 생성된
다. 아로마타제는 안드로젠을 에스트로젠으로 전환하는 사이토크롬 P450효소이다. 아로마타제는 많은 조직과 세 포에 존재하며, 특히 난소 과립막세포, 태반 융합영양막 (placental syncytiotrophoblast), 지방세포, 피부 섬유아세 포, 뇌에 나타난다. 아로마타제 messenger RNA가 난소외 자궁내막증 이식 부위와 자궁내막종에 높게 나타나, 이 는 자궁내막증의 병변내 에스트로젠의 국소적인 원천에 해당된다.17
또한, 자궁내막증에서는 에스트로젠을 에스트론 (estrone)으로 비활성화 시키는 17β-hydroxysteroid dehydrogenase (17β-HSD)가 결핍되어, 활성화된 에스트 로젠이 높은 상태이다. 프로스타글란딘 E2는 가장 강력 한 아로마타제 유도제로 알려졌으며, 역으로 에스트로젠 은 자궁내막의 기질세포 배양에서 COX-2를 자극하여 프로스타글란딘 E2형성을 증가시킨다. 이는 국소적인 에 스트로젠 유도와 PGE2의 생성이 정피이드백환 (positive feedback cycle)을 형성하고, 이로 자궁내막증의 특징인 세포증식과 염증으로 나타나다. 에스트로젠이 자궁내막 을 증식시키나, 자궁내막의 성장 기전에 대해서는 명확 히 밝혀지지는 않은 상태이다. 주로 프로제스토젠 수용 체의 합성과 세포주기의 G0에서 G1으로 이동에 필요한 성장인자 (growth factor)로 작용할 것으로 추론되고 있 다.38
이에 본 연구는 자궁내막증의 정상부위 내막의 자궁 내경을 통한 내막 조직검사로 용종이 증가되고 Ki-67 의 과발현으로 증식이 증가됨을 확인하였다. 또한 NF- κB와 COX-2의 면역조직화학적 염색을 통하여 NF-κB 와 COX-2가 자궁내막증의 병리기전의 관여함을 확인하 며, 이와 동시에 내막의 증식에 관여할 수 있음을 시사 하였다. 이에 자궁내막증에서 보이는 세포 여러 종류의 염증 혹은 면역의 자극으로 인해 NF-κB에 유도된 COX- 2의 유전자 발현으로 국소적으로 증가된 에스트로젠과 프로스타글란딘으로 인한 자궁내막증 증식이 진행되는 것이 아닐까 가설을 세워본다. 이러한 가설은 면역조직 화학적 검사를 통한 확인뿐만 아니라 자궁내막 세포의 체외배양을 통한 증식 및 단백질의 발현 연구 등이 더 욱 필요하다고 생각된다. 또한 비특이적 혹은 선택적 COX-2 억제제와 NF-κB 억제제로 알려진 광범위하게 사용되어지는 항염증, 항류마티스 약제들 중 salicylate, sulfasalazine, 금 (gold) 제제, glucocorticoid 등으로 새로 운 자궁내막증의 치료적인 접근도 가능하다고 생각된다.
- 참고문헌 -
1. Prevalence and anatomical distribution of endometriosis in women with selected gynaecological conditions: results from a multicentric Italian
study. Gruppo italiano per lo studio dell'endometriosis. Hum Reprod 1994; 9: 1158-62.
2. Sampson JA. The development of the implantation theory for the origin of peritoneal endometriosis. Am H Obstet Gynecol 1940; 40: 549-57.
3. Javert CT. Pathogenesis of endometriosis based on endometrial homeoplasia, direct extension, exfoliation and implantation, lymphatic and hematogenous metaplasia. Including five case reports of endometrial tissue in pelvic lymph nodes. Cancer 1949; 2: 399-410.
4. Suginami H. A reappraisal of the coelomic metaplasia theroy by reviewing endometriosis occurring in unusual sites and instances. Am J Obstet Gynecol 1991; 165: 214-8.
5. Sampson J. Peritoneal endometriosis due to menstrual dissemination of endometrial tissue into the peritoneal cavity. Am J Obstet Gynecol 1927;
14: 422-9.
6. Halme J, Becker S, Haskill S. Altered mutation and function of peritoneal macrophages: possible role in the pathogenesis of endometriosis. Am J Obstet Gynecol 1987; 156: 783-5.
7. Baldwin AS Jr. The NF-κB and IκB proteins: new discoreries and insights. Annu Rev Immunol 1996; 14: 649-83.
8. Tak PP, Firestein GS. NF-κB: a key role in inflammatory diseases. J Clin Invest 2001; 107: 7-11.
9. Sakamoto Y, Harada T, Horie S, Iba Y, Taniguchi F, Yoshida S, et al.
Tumor necrosis factor-alpha-induced interleukin-8(IL-8) expression in endometriotic stromal cells, probably through nuclear factor-kappa B activation:gonadotropin-releasing hormone agonist treatment reduced IL-8 expression. J Clin Endomcrionol Metab 2003; 88: 730-5.
10. Lim JW, Kim H, Kim KH. Nuclear Factor-κB Regulate Cyclooxygenase- 2 expression and cell proliferattion in Human Gastric Cancer cells. Lab Invest 2001; 81: 349-60.
11. Schmedtje JF Jr, Ji YS, Liu WL, Dubois RN, Runge MS. Hypoxia induces cyclooxygenase-2 via the NF-κB p65 transcription factor in human vascular endothelial cells. J Biol Chem 1997; 272: 601-8.
12. Smith WL, Dewittt DL, Garavito RM. Cyclooxygenases: structural, cellular, and molecular biology. Annu Rev Biochem 2000; 69: 145-82.
13. Eberhart CE, Coffey RJ, Radhika A, Giardiello FM, Ferrenbach S, DuBois RN. Up-regulation of cyclooxygenase 2 gene expression in human colorectal adenomas and adenocarcinomas. Gastroenterology 1994;
107: 1183-8.
14. Meresman GF, Vighi S, Buquet RA, Contreras-Ortiz O, Tesone M, Rumi LS. Apoptosis and expression of Bcl-2 and Bax in eutopic endometrium from women with endometriosis. Fertil Steril 2000; 74: 760-6.
15. Meresman GF, Auge L, Baranao R, Lombardi E, Tesone M, Sueldo C.
Oral contraceptives suppress cell proliferation and enhance apoptosis of eutopic endometrial tissue from patients with endometriosis. Fertil Steril 2002; 77: 1141-7.
16. Oltvai ZN, Milliman CL, Korsmeyer ST. Bcl-2 heterodimerises in vivo with a conserved homologue Bax that accelerates programmed cell death.
Cell 1993; 74: 609-19.
17. Zeitoum KM, Bulum SE. Aromatase: a key molecule in the pathophysiology of endometriosis and a therapeutic target. Fertil Steril 1999; 72: 961-9.
18. Duchrow M, Schlueter C, Wohleberg C, Flad HD, Gerdes J. Molecular characterization of the gene locus of the human cell proliferation- associated nuclear protein defined by monoclonal antibody Ki-67. Cell Prolif 1996; 29: 1-12.
19. Endl E, Gerdes J. The Ki-67 protein; Fascinating forms and an unknown
function. Exp Cell Res 2000; 257: 231-7.
20. The American Fertility Society. Revised American Fertility Society Classification of Endometriosis 1985; 115: 79-83.
21. Ota H, Igarashi S. HLA-DR expression in endometriotic tissue in patients with endometriosis and adenomyosis. Fertil Steril 1993; 60: 834-8.
22. Hornung D, Ryan IP, Chao VA, et al. Immnuno-localization and regulation of the chemokine RANTES in the human endometrial and endometriosis tissue and cells. J Clin Endocrinol Metab 1997; 82:
1612-28.
23. McLaren J. Vascular endothelial growth factor and endometriotic angiogenesis. Hum Reprod Update 2000; 6: 45-55.
24. Hornung D, Dohrn K, Sotlar K, et al. Localization in tissues and secretion of eotaxin by cells from normal endometrium and endometriosis.
J Clin Endocrinol Metab 2000; 85: 2604-7.
25. Vigano P, Gaffuri B, Somigliana E, et al. Expression of intercellular adhesion molecule(ICAM)-1 mRNA and protein is enhanced in endometriosis versus endometrial stromal cells in culture. Mol Hum Reprod 1998; 5: 642-50.
26. Oosterlynck DJ, Cornillie FJ, Waer M, et al. Women with endometriosis show a defect in natural killer cell activity resulting in a decreased cytotoxicity to autologous endometrium. Fertil Steril 1991; 56: 45-51.
27. Osteen KG, Bruner KL, Sharpe-Timms KL. Steroid and growth factor regulation of matrix metalloproteinase expression in endometriosis. Semin Reprod Endocrinol 1996; 15: 301-8.
28. Sen R, Baltimore D. Mutiple nuclear factors interact with the immunoglobulin enhancer sequences. Cell 1986; 46: 705-16.
29. DiDonato J, Mercurio F, Rosette C, et al. Mapping of the inducible I(kappa)B phosphorylation sites that signal its ubiquitination and degradation. Mol Cell Biol 1996; 16: 1295-304.
30. Boolbol SK, Dannenberg AJ, Chadbum A, Martucci C, Guo XJ, Ramonetti JT. Cyclooxygenase-2 overexpression and tumor formation are blocked by sulindac in a murine model of familial adenomatous polyposis. Cancer Res 1996; 56: 2556-60.
31. Picado C, Bioque G, Roca-Ferreer J, Pujols L, Mullol J, Benitez P, et al.
Nuclear Factor-κB activity is down-regulated in nasal polyps from aspirin- sensitive asthmatics. Allergy 2003; 58: 122-6.
32. Shimakura S, Boland CR. Eicosanoid production by the human gastric cancer cell line AGC and its relation to cell growth. Cancer Res 1992;
152: 1744-9.
33. Brumsted JR, Chapitis J, Deaton JL, Riddick DH, Gibson M.
Prostaglandin F2α synthesis and metabolism by luteal phase endometrium in vitro. Fertil Steril 1989; 52:769-73.
34. Loh FH, Bongso A, Fong CY, Koh DR, Lee SH, Zhao HQ. Effects of peritoneal macrophages from women with endometriosis on endometrial cellular proliferation in an in vitro coculture model. Fert Steril 1999; 72:
533-8.
35. Brown DC, Gatter KC. Monoclonal antibody Ki 67: its use in histopathology. Histopathology 1990; 17: 489-501.
36. Nisolle M, Casanas-Roux F, Donnez J. Immunohistochemical analysis of proliferative activity and steroid receptor expression in peritoneal and ovarian endometriosis. Fertil Steril 1997; 68: 912-9.
37. Karck U, Reister F, Schafer W, et al. PGE2 and PGF2α release by human peritoneal macrophages in endometriosis. Prostaglandins 1996; 51:
49-60.
38. Rider V, Kimler BF, Justice WM. Progesterone-growth factor interactions in uterine stromal cells. Biol Reprod 1998; 59: 464-9.
=국문초록=
목적 : 자궁내막증군과 정상 대조군에서 자궁경을 통한 병리조직 검사와 전사 인자 (transcription factor)인 NF-κB와 염증 매개인자 합성효소인 COX-2, 세포 증식 표지인자인 Ki-67의 면역조직화학적 검사를 통하여 증 식 활성도를 비교하고자 하였다.
연구 방법 : 복강경 검사상 자궁내막증이 진단된 환자 92명을 실험군으로 설정하고 자궁내막증이 없는 정상 환자 90명을 대조군으로 하여 진단적 자궁경을 시행하였다. NF-κB, COX-2, Ki-67의 발현은 자궁내막증의 정상부위의 (eutopic) 자궁내막 10예와 정상 자궁내막 10예에서 조직을 채취하여 각각의 항체를 이용하여 면역 조직화학적 염색을 시행했다.
결과 : 자궁내막증이 진단된 환자 중 자궁내막 용종이 동반된 환자는 전체 92명 중 53명 (57.6%)이었고 자궁내막증이 없는 환자 중 자궁내막 용종이 동반된 환자는 전체 90명 중 15명 (16.7%)으로 자궁내막증이 있는 경우에 자궁내막 용종이 동반된 경우가 유의하게 높게 나타났다.
NF-κB (p65, p50), IκB, COX-2, Ki-67의 면역조직화학적 염색은 정상 자궁내막보다 자궁내막증의 자궁내 막의 선상피와 기질세포에서 통계학적으로 의의 있게 발현되었다.
결론 : 자궁내막증의 정상부위 내막의 자궁내경을 통한 내막 조직검사로 용종이 증가되고 NF-κB, COX-2, Ki-67의 과발현으로 증식 활성도 (proliferation activity)가 증가됨을 확인하였다.
중심단어 : 자궁내막증, NF-κB, COX-2, Ki-67, 자궁내막용종
