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서 론
Cyclin D1은 염색체 11번 장완 13에 위치하며 종양억제인 자인 retinoblastoma 단백질의 인산화와 불활성화시키는 역 할을 함으로써 세포주기 중 G1에서 S 기로의 이행을 촉진 하는 핵단백질이다. Cyclin D1이 세포주기 G1에서 cyclin dependent kinase 4 (cdk4)나 cdk6와 결합하여 활성화되므로 서 종양 억제인자인 retinoblastoma 단백질(pRb)의 인산화를 초래한다. 과인산화된 pRb는 전사촉진 물질인 E2F와의 결 합력을 상실하여 pRb에 의해 억제되던 세포 성장이 증가하 게 되면서 세포는 S기로 이행하게 된다(Fig. 1).(1) 갑상선암 에서의 cyclin D1의 역할은 잘 알려지지 않았으나 면역조 직화학검사상에서 정상 갑상선 세포에서는 cyclin D1의 반 응이 없으나 유두상 암과 허슬 세포암에서 cyclin D1의 발 현이 보고되고 있다.(2-5) 미분화 갑상 선 종양에서 보다 많 이 보이며,(6) 최근의 한 조사에서는 cyclin D1의 발현이 예 후가 나쁜 암에서 높게 나타남으로써 암의 예후 인자로서 평가되었다(Fig. 2).(4)
Vimentin은 세포질 내에 존재하는 중간 단섬유(interme- diate filament)로 흑색종과 슈반세포종과 같은 간엽세포 기
유두상 갑상선 암 환자에서 Cyclin D1, Vimentin과 Thyroglobulin의 발현과 임상적 예후 인자의 상관성 분석
조선대학교 의과대학 외과학교실, 1내과학교실, 2진단영상의학교실, 3병리학교실
박성진․나은종․김상용1․배학연1․김동현2․임성철3․김권천
Conclusion: An increased expression of cyclin D1 was present in the larger tumors. Overexpression of cyclin D1 seemed to play a role in carcinogenesis and tumor growth.
However, the clinical utility of cyclin D1, vimentin and Tg in thyroid cancer patients has to be further defined by prospective studies with larger sample sizes. (J Korean Surg Soc 2006;70:425-429)
Key Words: Papillary thyroid cancer, Cyclin D1, Vimentin, Thyroglobulin
중심 단어: 유두상 갑상선 암, Cyclin D1, Vimentin, Thyroglobulin
ꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏ Departments of Surgery, 1Internal Medicine, 2Radiology, 3Pathol- ogy, College of Medicine, Chosun University, Gwangju, Korea
Expression of Cyclin D1, Vimentin and Thyro- globulin in Papillary Thyroid Cancer and Its Cor- relation with Clinicobiological Factors
Sung Jin Park, M.D., Eun Jong Na, M.D., Sang Yong Kim, M.D.1, Hak Youn Bae, M.D.1, Dong Hyun Kim, M.D.2, Sung Cheol Lim, M.D.3 and Kweon Cheon Kim, M.D.
Purpose: An increased expression of cyclin D1 has been observed in several tumors. Vimentin is known to be present in undifferentiated thyroid cancer. The serum thyroglobulin level can be a useful laboratory parameter to detect tumor recurrence in patients suffering with treated, well-differen- tiated thyroid carcinoma. We performed immunohistoche- mical assay for the cyclin D1, vimentin and thyroglobulin (Tg) expression in 97 papillary thyroid cancer tissue specimens to investigate their clinical implication for the prognosis of papillary thyroid carcinoma patients.
Methods: Immunohistochemical assays for cyclin D1, vimen- tin and Tg were performed on 97 consecutive thyroid carci- noma specimens. The correlation between these factors and the clinicobiological parameters weas analyzed.
Results: In 97 papillary thyroid carcinoma specimens, the expression of cyclin D1, vimentin and Tg was seen in 64 cases (66.0%), 36 cases (37.1%) and 55 cases (56.7%), respectively. Only the cyclin D1 expression was significantly increased in the larger tumors (P=0.01). However, there was no evident correlation between these factors and gender, age, tumor size, the lymph node status, the TNM stage and the number of tumors.
책임저자：김권천, 광주광역시 동구 서석동 588번지 ꂕ 501-759, 조선대학교 부속병원 외과 Tel: 062-220-3072, Fax: 062-228-3441 E-mail: [email protected]
접수일：2005년 11월 15일, 게재승인일：2006년 4월 24일 본 논문은 2004년도 조선대학교 학술 연구비 지원을 받아 연구되 었음.
본 논문은 2003년 대한외과학회 춘계학술대회에서 포스터 발표되 었음.
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원의 세포에서 강한 반응을 보인다. 흑색세포, 림프구, 내피 세포, 섬유모세포 등에도 나타나 섬유육종(fibrosarcoma), 악 성 섬유 조직구종(malignant fibrous histiocytoma), 혈관육종 (angiosarcoma), 횡문근아세포종(rhabdomyosarcoma)에서 도 발현된다. 신장, 자궁내막, 난소, 갑상선 등의 중배엽 기 원의 종양에서도 양성을 보이지만 간암이나 정상피종에서 는 음성을 보인다. 갑상선 질환에서는 갑상선의 육종이나 림프종에서 발현하며 미분화 갑상선암에서 강한 양성을 보 이나,(7) 다른 형태의 갑상선암에서는 소수에서만 양성을
보인다(Fig. 3).(8)
Thyroglobulin (Tg)은 정상 갑상선 조직에서 만들어지는 단백질로서 갑상선호르몬의 합성에 관여하는 인자이다. 혈 장 내의 thyroglobulin의 상승소견은 갑상선 종양, 갑상선 기 능항진증, toxic nodular goiter, 갑상선 염, 하시모토 병 (Hashimoto's disease)과 연관되며 유두상 암과 여포성 암, 그 리고 허슬 세포 암(Hurthle cell ca.)의 수술 후 추적 관찰에 사용된다(Fig. 4).
본 연구는 유두상 갑상선 암에서 cyclin D1, vimentin과 thyroglobulin의 발현과 갑상선 환자의 임상적 특성과의 상 관관계를 분석하여 이의 임상적 이용도를 알아보고자 하 였다.
Fig. 1. Schematic representation of the mammalian cell cycle. Com- petence of the cyclin D1/Cdk4 complex is induced by mitogens. The cyclin D1/Cdk4 complex phosphorylates the pRB protein leading to sequential phosphorylation by cyclin E/Cdk2 and release of free E2F. The phosphorylation of pRB and relief of transcriptional repression by pRB induces genes involved in the induction of S-phase entry.
Fig. 2. Cyclin D1 expression in papillary carcinoma with nuclear staining (Monoclonal antibody cyclin D1, immunotech, ×200).
Fig. 3. Vimentin expression in papillary carcinoma with predominantly basal paranuclear staining (Monoclonal antibody Vimentin, Immunotech, ×200).
Fig. 4. Thyroglobulin expression in papillary carcinoma with nu- clear staining. (Monoclonal antibody Thyroglobulin, Bio- Genex, ×200)
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방 법
1) 대상
2002년 4월부터 2004년 6월까지 조선대학교 부속병원에 서 유두상 갑상선 암으로 갑상선 절제술을 시행한 환자 중 면역조직화학검사를 시행한 97명의 환자를 대상으로 하였 다. 대상군에서 남자가 7명, 여자는 90명이었으며, 대상 환 자들의 평균 연령은 43.5세였고 연령 분포는 18세부터 90세 였다. 환자의 자료는 임상 기록지, 병리학 진단 기록지, 외 래 의무 기록지를 근거로 후향적으로 연구하였으며, 환자 의성별, 종양의 개수와 위치, 종양의 크기, 림프절 전이 유 무, 피막의 침습 유무, TNM stage 등을 조사하였다.
2) 면역조직화학적 염색 및 결과 해석
10% 중성 완충 포르말린에 고정시킨 조직의 파라핀 블록 을 4∼6 um 두께로 연속절편 후 60oC 항온기에서 60분간 가열 후 xylene으로 3∼5분간 3회 침수하여 파라핀을 제거 하였다. 항원성을 증진시키기 위해 pH. 6.0 citrate buffer에
넣고 micro-oven에서 20분 가열 후 내인성 과산화 효소의 활성을 억제시키기 위하여 3% 과산화수소수를 사용하여 10분간 처리 후 PBS (phosphate buffer solution)에 씻고 일차 및 이차 항체의 비특이적 결합을 막기 위하여 정상 염소 혈청을 가한 후 실온에서 10분간 반응시켰다. 일차 항체로 실온에서 1시간 반응 후 PBS에 세척, 이차 항체로 20분 반 응 후 PBS에 세척 후 avidin-biotin complex (ABC) chromogen 에서 발색 후 대조염색은 Mayer Hematoxylin에서 3∼5초 발 색 후 수세한 다음 봉입 후 검경 하였으며 고배율(×400) 시향에서 관찰하여 핵이나 세포질에서 발현된 경우를 양성 으로 판독하였다.
3) 통계적 분석
Social Science program 10.1 version (SPSS Inc., Chicago, IL)의 통계 프로그램을 이용하였다. 임상자료와 cyclin D1, Vimentin과 Tg의 발현과의 관계를 Chi-squire 방법과 Fisher's exact test를 사용하였으며 P-value는 0.05 미만일 때 통계적 으로 유의하다고 하였다.
Table 1. Correlation between sex, age, tumor number, TNM stage, size, lymph node and capsule invasion of thyroid cancer patient and expression of cyclin D1, vimentin and Tg
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Number (%) Cyclin D1 (%) P-value Vimentin (%) P-value Tg (%) P-value
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Male 7 (7.2) 5 (71.4) 0.752 2 (28.6) 0.443 3 (42.9) 0.627
Female 90 (92.8) 59 (65.5) 34 (37.8) 52 (57.8)
Age
＜45 40 (41.2) 29 (72.5) 0.256 15 (37.5) 0.947 27 (67.5) 0.072
≥45 57 (58.8) 35 (61.4) 21 (36.8) 28 (49.1)
Number
1 80 (82.5) 52 (65) 0.659 29 (36.2) 0.730 46 (57.5) 0.703
≥2 17 (17.5) 12 (70.5) 7 (41.1) 9 (52.9)
TNM stage
I 78 (80.4) 52 (66.7) 29 (37.1) 0.274 45 (57.7)
II 6 (6.2) 5 (83.3) 0.639 4 (66.7) 4 (66.7) 0.831
III 11 (11.3) 6 (54.5) 3 (27.2) 5 (45.5)
IV 2 (2.1) 1 (50) 0 (0) 1 (50.0)
Tumor size
＜1 cm 50 (51.5) 27 (54) 0.01 18 (36.0) 0.815 28 (56.0) 0.580
≥1 cm 47 (48.5) 37 (78.7) 18 (38.2) 27 (57.4)
Lymph node
Positive 36 (37.1) 25 (69.4) 0.580 14 (38.9) 0.781 22 (61.1) 0.272
Negative 61 (62.9) 39 (63.9) 22 (36.0) 33 (54.1)
Capsule invasion
Positive 10 (10.3) 8 (80) 0.323 3 (30) 0.623 5 (50.0) 0.652
Negative 87 (89.6) 56 (64.4) 33 (37.9) 50 (57.5)
ꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏ
ꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏ
결 과
97예의 갑상선 암 환자에서 cyclin D1, vimentin과 Tg의 발현은 각각 64예(66.0%), 36예(37.1%) 그리고 55예(56.7%) 에서 관찰되었다. 성별에 따른 각각의 발현 정도나 AJCC 6판에 따른 TNM stage 기준에 따라 나이를 45세 미만인 군 (40예)과 45세 이상인 군(57예)으로 나누었으며 종양의 개 수가 1개인 경우와 2개 이상인 경우에서 각각의 발현정도 를 비교하였을 때 이들 임상적 인자들의 유의성은 관찰되 지 않았다. AJCC 기준으로 종양의 크기를 2 cm 미만인 군 80예, 2 cm 이상 4 cm 미만인 군 16예, 4 cm 이상인 군 1예 로 구분하였을 때 각각의 발현정도가 통계적 유의성을 보 이지 않았으나, 종양의 크기를 미세 유두상 암 크기와 관련 하여 1 cm 미만인 군 50예와 1 cm 이상인 군 47예로 구분하 였을 때 cyclin D1 발현이 1 cm 미만인 군 27예(54%), 1 cm 이상인 군 37예(78.7%)로 그 유의성(P=0.01)을 나타내었다.
TNM stage에 따른 분류에서 stage I-78예, II-6예, III-11예, IV-2예였으며 이의 통계적 유의성은 없었다. 림프절 전이는 36예(37.1%), 피막을 침범한 경우는 10예(10.3%)였으며 각 각에서 발현정도를 비교하였을 때 통계적 유의성은 관찰되 지 않았다(Table 1).
고 찰
유두상 갑상선 암은 갑상선에서 발생하는 가장 흔한 암 으로 10년 생존율이 약 95%로 좋은 예후를 보인다. 하지만 40세 이상의 연령, 남성인 경우, 피막을 침범하거나 갑상선 밖으로의 침습을 보이는 경우, 림프절 전이가 있는 경우, 크 기가 4 cm 이상의 경우, 미분화 암일 경우에 나쁜 예후를 보인다.
Cyclin D1의 과발현은 여러 가지 악성 종양에서 나타나며 보다 침습적인 종양의 성향과 나쁜 예후와 관련되는 것으 로 보고되고 있으며,(9,10) 또한 여러 암에서 림프절 전이와 연관이 있다.(11,12) Cyclin D1의 과발현은 유방암, 식도암, 폐암, 그리고 두경부 편평세포암에서 보인다.(13-17) 유두상 암이나 여포암에 비해 미분화 갑상선 암에서 cyclin D1의 면역학검사상 강 양성 반응이 관찰되며 cyclin D1의 발현 정도는 31∼63%로 보고되고 있다.(2-4,18,19) Wang 등(6)은 cyclin D1이 종양 성장 및 예후에 관련하는 것으로 보았으 며, Khoo 등(18,20)은 유두상 갑상선 암과 미세 유두상 암 (papillary microcarcinoma)에서 예후와 관련하여 림프절 전 이가 있는 경우에 cyclin D1의 발현이 의미 있게 증가한다 고 보고하였다. 본 연구에서 cyclin D1의 발현은 64예 (66.0%)로 다른 보고와 유사한 결과를 보였으며, 림프절 전 이를 보인 36예 중 25예(69.4%)에서 발현되었고, 림프절 전 이가 없는 61예 중 39예(63.9%)에서 발현을 보여 통계학적
인 유의성(P-0.580)은 보이지 않았다. 종양 직경 1 cm 미만 군에서 이를 다시 비교하였을 때, 총 50예의 미세 유두상 암에서 림프절 전이가 있는 10예 중 2예(20%), 전이가 없는 40예 중 25예(62.5%)에서 발현을 보여 림프절 전이가 있는 미세유두암에서 90% 이상의 발현을 보인다는 Mark의 보고 와는 상이한 결과를 보였다.
갑상선 암 환자에서 예후 인자로서 cyclin D1의 유용성을 알아보기 위하여 갑상선 암의 진행 정도와 상관성을 분석 했을 때 암의 크기가 클수록 cyclin D1의 발현이 증가하는 것을 관찰할 수 있었다. 그러나 나이, 갑상선 암의 병기, 림 프절 전이에 따른 cyciln D1의 발현 변화는 뚜렷이 관찰되 지 않았다.
Bennett 등(21)은 미분화 종양세포일수록 vimentin의 발 현도가 높다고 보고하였다. 역시 미분화 갑상선 암도 다른 갑상선 암과 달리 vimentin의 발현도가 높은 것으로 알려 져 있다. Venkatesh(8)는 30예의 미분화 갑상선 암의 28예 (93.3%)에서 vimentin의 발현을 보고하였다. Kameda(22)는 개의 갑상선을 통한 연구에서 vimentin이 세포의 thyroglo- bulin 합성과 여포생성(folliculogenesis)과 같은 세포 활성화 를 증가시킨다고 하였다. 본 연구는 vimentin의 이러한 미분 화도와 관련하여 다른 임상적 예후 인자들과의 관계를 알 아보고자 Age, 종양의 크기, 림프절 전이, 피막의 침범 여부 등과 상관분석을 해 보았으나 통계적 유의성을 보이지는 않았다.
혈중 Tg의 증가는 갑상선암의 재발 및 원격전이를 반영 하며,(23,24) Hall 등(25)은 갑상선 전 절제술 후 3개월 후의 혈중 Tg level이 20 pmol/L 이상인 경우 재발률이 높다고 보 고하였다. Baloch(26)와 면역조직화학검사를 통한 Tg의 연 구에서 유두상 암, 여포성 암 허슬 세포암에서 면역 반응 을 보이나 수질성 암과 미분화 암에서는 반응하지 않는다 고 보고하였다. Bejarano 등(27)은 Thyroid Transcription Factor- 1 (TTF-1), Thyroglobulin, Cytokeratin 7, and Cytokeratin 20 등 에 대하여 면역조직화학검사를 시행하였으며 thyroglobulin 은 유두상 갑상선 암, 여포성 갑상선 암에 강한 반응을 나타 냄으로써 전이성 갑상선 암에 있어 원발 병소를 확인하는 데 도움이 된다고 하였다. Veneti 등(28)은 세침 흡입 검사 시 면역조직검사를 시행함으로써 유두상 암과 여포성 암의 진단에 도움이 된다고 하였다. 본 연구에서는 45세 이상 군 과 림프절전이가 있는 군에서 Tg의 면역 반응이 높게 관찰 되나 통계학적인 의의는 보이지 않았다.
결 론
본 연구에서는 유두상 갑상선 암 환자에서 cyclinD1, vimentin과 Tg의 발현과 임상적 예후 인자들과의 유의성을 증명할 수 없었으나, 암의 크기가 클수록 cyclin D1의 발현이 증가하는 것을 관찰할 수 있었다. 본 연구의 대상 환자수가
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없을 것으로 보이며 다른 세포 성장에 관여하는 물질들과 발 현 양상을 분석하는 연구가 필요할 것으로 생각된다.
REFERENCES
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