사람 위암세포에서 c-erbB-2 단백의 발현과 자연살해세포의 세포독작용에 미치는 영향

Abstract

[한글]

위암은 우리나라에서 가장 높은 빈도를 차지하는 악성종양으로 조기진단율의 증가와 치료방법의 개선으로 생존율의 향상을 가져왔다. 최근에는 분자생물학을 이용한 암유전자의 발현여부를 암의 조기진단과 예후인자로 이용하려는 연구들이 활발하다. 이에 관해서 현재까지 알려진 60여종의 암유전자 중 c-erbB_2 유전자의 발현과 위암의 예후 및 숙주의 면역방어능과의 관련성에 대한 연구들이 많이 시도되고 있다.

위암세포에서 c-erbB_2 유전자의 발현이 위암의 여러 예후인자와의 상관성에 대하여는 아직 논란이 많다. 그리고 불량한 예후를 초래한다는 보고에서 그 기전에 대해서 숙주의 면역기능의 다양한 변화 등을 제시하고 있으나 숙주의 면역기능을 피해가는 기전에 대해

서는 아직까지 불명한 점이 많다. 특기할 점은 기존의 연구들은 대부분이 배양된 암세포주를 이용하였기 때문에 결과분석에 한계를 드러내고 있다는 것이다.

따라서 본 연구에서는 신선 위암세포 혹은 단기배양한 위암세포를 이용하여 다음의 연구목적을 가지고 실험을 진행하였다. 첫째, 위암의 원발병소 및 전이병소(악성복수)에서 분리한 위암세포의 c-erbB_2 단백 발현을 비교하고 위암세포의 c-erbB_2 단백 발현에 따른 예후인자와의 상관관계를 비교함으로써 c-erbB_2 단백 발현의 예후인자적 가치를 평가하였으며, 둘째 위암세포의 c-erbB_2 단백 발현이 자연살해(natural killer; NK)세포 독작용에 미치는 영향을 평가하였고, 세째 위암세포의 c-erbB_2 단백 발현에 따라 NK세포

독작용에 변화가 있다면 그 기전을 규명하고자 하였다.

위암으로 진단받고 개복하여 절재술을 시행한 환자의 정상 위점막조직과 위암조직 및 위암으로 인한 악성복수에서 분리한 암세포를 일부는 면역조직화학 염색법으로 c-erbB_2 단백 발현 정도를 관찰하였고 나머지는 약 7일 내지 30일간 단기 배양 후 정상성인(2명의 동일한 공여자) 말초혈액에서 분리한 단핵세포의 표적세포로 사용하여 (51)**Cr 방출법으로 세포독성능을 검사하였다. 그리고 유식세포분석기(flow cytometry)를 이용한 위암세

포의 class I-HLA 및 ICAM-1 등의 표면항원의 변화를 관찰하여 다음과 같은 결과를 얻었다.

1. 정상 위점막세포(원발병소에서 3cm 이상 떨어진 점막)에는 c-erbB_2 단백의 발현은 전혀 검출되지 않았으나 원발 위암병소와 악성복수에서 분리한 위암세포에서 유의한 발현이 관찰되었고 특히 악성복수에서 원발병소보다 c-erbB_2 단백 발현이 유의하게 높았다.

2. 위암의 병리조직학적 소견에 따라서 분화암과 저분화암사이에 c-erbB_2 단백 발현의 유의한 차이는 없었으나 이들은 인환세포암에 비해 유의하게 높은 발현을 보였다.

3. 암침윤도에 따른 c-erbB_2 발현은 장막침윤이 있는 경우가 없는 경우에 비해 유의하게 높았다.

4. 종양의 크기가 3cm 보다 큰 경우 3cm 이하인 경우보다 유의한 c-erbB_2의 발전이 있었다.

5. 위암의 가장 중요한 예후인자인 림프절 및 병기와의 관계에서 c-erbB_2 발현의 빈도는 통계적으로 유의한 차이는 없었지만 림프절 전이의 범위가 넓을 수록, 림프절 전이의 수가 많을수록, 또 병기가 진행될수록 c-erbB_2 발현의 빈도가 높은 경향을 보였다.

6. c-erbB_2 단백의 발현군(20예)과 비발현군(20예)의 NK세포에 대한 감수성을 비교할 때 c-erbB_2 발현군에서 유의하게 낮은 감수성이 관찰되었다.

7. c-erbB_2 발현의 강도(종양세포의 면역조직화학 염색의 강도)의 차이에 따른 NK세포 독작용에 대한 감수성의 유의한 차이는 없었다.

8. c-erbB_2 단백 발현군은 비발현군에 비해 class I-HLA 표현이 유의하게 높았다.

9. c-erbB_2 단백 발현군은 비발현군에 비해 ICAM-1 표현이 유의하게 낮았다.

이상의 결과로 볼 때 위암에서 c-erbB_2 단백의 발현은 위암의 과격한 생물학적 행동양식과 관련이 있고 이러한 기전의 하나가 위암세포의 NK세포 독작용에 대한 감수성의 저하와 관련이 있다고 생각된다. 이와 같은 c-erbB_2 단백의 발현에 따른 NK세포 독작용에 대한 감수성의 저하는 암세포의 class I-HLA 표현의 증가 및 ICAM-1 표현의 감소와 관련이 있는 것으로 생각된다.

[영문]

C-erbB_2 oncogene is one of the well known oncogenes in human malignant tumors and it is expressed about 8∼20% in gastric carcinoma. But there are still much controversies about the correlation between the c-erbB_2 oncogene expression and the prognosis of the gastric carcinoma. With overexpreesion of the c-erbB_2 oncogene, the cancer cells may acquire the ability to resist to host defense mechanisms against tumors. But the mechanisms underlying this phenomenon are not known. Moreover the most datas published already were dealt with the cultured cancer cell lines, but not with fresh cancer cells.

So we studied with the following three purposes using the gastric cancer cells freshly prepared or of short-term cultured. The first one is to evaluate the prognostic value of the c-erbB_2 expression by comparing the c-erbB_2 expression and known prognostic factors of the gastric carcinoma. The second is to evaluate whether the c-erbB_2 expression can alter the NK cell cytotoxic activity. The third is to invetigate the mechanism of alteration of the NK cell cytotoxic activity when it is evidenced.

Using single cell suspensions from normal gastric mucosa, primary gastric caner tissues and malignant cells from asites arised from gastric carcinomas, we performed immunohistochemical staining for c-erbB_2 expression and assays for NK cell cytotoxicity. Surface antigens such as class I-HLA and ICAM-1 of the gastric cancer cells were also analysed by flow cytometry using respective monoclonal antibodies. The results were as follows;

1. The c-erbB_2 protein was expressed only in cancer cells not in cells from normal mucosa. The c-erbB_2 expression frequency was significantly higher in metastatc tissues(malignant ascites) than those of primay sites.

2. The c-erbB_2 expression discrepancy between differentiated carcinomas and poorly differentiated carcinomas was not significant but these were significantly higher than c-erbB_2 expression in signet ring cell carcinomas.

3. The c-erbB_2 expression frequency was significantly higher in serosal invasive carcinomas than that in serosal non-invasive carcinomas.

4. The expression frequency was significantly higher in tumor sizes of more than 3cm in diameter than that of less than 3cm.

5. There were no statistically significant discrepancy along with the lymph node metastasis and stages, but the more lymph nodes metastasis and the higher stages, the more c-erbB_2 expression was nutted.

6. The c-erbB_2 (+) cancer cells were significantly more resistant to NK cell cytotoxic activity than c-erbB_2 (-) cancer cells.

7. There was no significant difference in the resistance to NK cell cytotoxic activity according to their immunohistochemical staining intensities.

8. The surface class I-HLA expressed significantly higher in c-erbB_2(+) cancer cells than that in c-erbB_2 (-) cancer cells.

9. The surface ICAM-1 expressed significantly lower in c-erbB_2(+) cancer cells than that in c-erbB_2 (-) cancer cells.

These results suggest that the c-erbB_2 expression is associated with an aggressive biologic behavior of the gastric cancer cells. Such an aggressive biologic behavior of the c-erbB_2(+) cells may be related to the resistance to NK cell cytotoxicity. Both the higher expression of class I-HLA and the lower expression of ICAM-1 on the c-erbB_2(+) cancer cells may be one of the mechanisms underlying the resistance to NK cell cytotoxicity.