Expression of anaphase-promoting complex 7 in normal tissues, fibroadenomas, and phyllodes tumors of the breast

Abstract

[한글]

세포주기에 따른 사이클린(Cyclins)의 단백질 가수 분해는 세포 분열을 위한 기본적인 과정이다. 사이클린 B 단백질 분해는 APC(Anaphase-promoting complex)에 의해 이루어진다. 그러나 증식능이 없는 세포와 조직에서 APC의 발현은 잘 알려지지 않았고, 각 장기의 분화된 세포에서 APC의 발현 여부도 알려지지 않았다. 게다가 APC 발현이상 또는 기능이상에 의한 세포주기의 조절이상은 세포의 형질전환 및 암을 유발할 수 있는데, 인간의 암, 특히 유방의 엽상종양과 같은 기질성 종양(stromal tumor)에서 APC 발현 이상에 관한 보고는 거의 없었다.이러한 문제들을 다루기 위해서, 이 연구는 다양한 정상 조직 혹은 세포, 그리고 유방의 기질세포종양에서의 ACP7 발현에 대해 조사하고, 증식표식자 Ki-67, 합성기 분획(S-phase fraction)과 비교하였다.다양한 정상 조직과 섬유샘종 20예, 소아섬유샘종 20예, 양성 엽상종양 50예, 경계성 엽상종양 20예, 악성 엽상종양 22예로부터 아래와 같은 결과를 얻었다.1) 위장관, 유방 및 타액선의 상피세포, 림프망상계의 림프구와 같은 불안정 세포는 빈번한 APC7과 Ki-67의 발현을 보였다. 이와는 대조적으로 영구세포와 안정세포는 APC7과 Ki-67 발현이 낮거나 거의 없었다.2) APC7과 Ki-67 표지지수의 평균치는 엽상종양군에서 양성에서 악성으로 갈수록 증가했다. 그리고 섬유샘종과 소아섬유샘종의 APC7과 Ki-67의 발현은 엽상종양에서의 발현보다 낮았다.3) 엽상종양군에서 APC7의 발현은 유사분열 수, 세포밀도, 다형성, 기질의 증식 정도와 관련이 있었으나 종양의 크기와는 관련이 없었다.4) 엽상종양군에서 Ki-67의 발현은 유사분열 수, 세포밀도, 다형성, 기질의 증식 정도 그리고 종양의 크기와 관련이 있었다.5) 엽상종양군과 모든 유방 종양에서 APC7 양성 간질세포의 빈도는 Ki-67과 상호 관련이 있었다.6) 유세포 측정기에 의한 합성기 분획값은 엽상종양군이 섬유샘종군 보다 더 높았으며, 합성기 분획값은 Ki-67 지수와 관련이 있었다.위의 결과는 APC7과 Ki-67이 세포증식과 밀접한 관련이 있음을 보여준다. 그러므로 간질세포의 증식을 특징으로 하는 엽상종양은 APC7과 Ki-67 면역조직화학 검사에 의해 그와 유사하게 유사분열 수와 세포밀도가 증가된 섬유샘종과 구별될 것이다. APC7이 Ki-67보다 높은 빈도수로 발현되기 때문에, 섬유샘종으로부터 양성 엽상종양을 구별해내는데 있어 Ki-67 표지지수의 단점을 보완할 수 있다. 게다가 악성 엽상종양에서 다형성이 심한 세포에서 APC7의 발현이 안 되는 소견은 APC7의 소실이 염색체 불안정이나 종양과 관련된 유전자의 변이를 통하여 악성 종양을 유발시키는데 중요함을 시사한다.

[영문]The proteolytic destruction of cyclins is a fundamental process during cell division. Cyclin B proteolysis is triggered by the anaphase-promoting complex (APC). However, the levels and patterns of APC expression in nonproliferating cells and tissue have yet to be determined, and it currently remains unknown as to whether the APC is expressed in differentiated cells from each organ. In addition, cell cycle dysregulation due to APC loss may contribute to cell transformation and human carcinogenesis. There have been only a few reports regarding APC expression in human cancer, particularly in stromal tumors, including phyllodes breast tumors.In order to address these questions, this study investigates APC7 expression in a variety of normal tissues and cells, and in spindle cell breast tumors, and also includes a comparison between the proliferation antigen Ki-67 and S-phase fraction.We selected a representative area in various normal tissues, 20 cases of fibroadenoma, 20 cases of juvenile fibroadenoma, 50 cases of benign phyllodes tumor, 20 cases of borderline phyllodes tumor, and 22 cases of malignant phyllodes tumor.The following results were obtained.1) Labile cells, such as the epithelial cells of the gastrointestinal tract, breast, and salivary gland, and the lymphoid cells of the lymphoreticular system, exhibited frequent expressions of APC7 and Ki-67. However, no or low-level APC7 and Ki-67 expression was noted in permanent and stable cells.2) The average values of the APC7 and Ki-67 labeling indices increased in order from benign to malignant within the phyllodes tumor group, and the fibroadenomas and juvenile fibroadenomas exhibited lower levels of APC7 and Ki-67 expression than did the phyllodes tumors (26.67±13.60% versus 66.07±14.53% and 0.51±0.87% versus 4.29±7.42%, respectively, p=0.000).3) A significant positive correlation was noted between the frequency of APC7 and mitotic count (R=0.32, p=0.002), cellularity (R=0.26, p=0.012), pleomorphism (R=0.34, p=0.001), and degree of stromal overgrowth (R=0.35, p=0.001) in the phyllodes tumor group. APC7 expression was not correlated with tumor size (R=-0.016, p=0.878).4) The Ki-67 expression correlated positively with mitotic count (R=0.632, p=0.000), cellularity (R=0.29, p=0.005), pleomorphism (R=0.53, p=0.000), degree of stromal overgrowth (R=0.46, p=0.000) and tumor size (R=0.25.p=0.015) in phyllodes tumors.5) The frequency of APC7 positive stromal cells correlated with Ki-67 expression in phyllodes tumors (R=0.21, p=0.048), and in all of the examined breast tumors (R=0.303, p=0.000).6) The fibroadenoma group exhibited a lower S-phase fraction than did the phyllodes tumor group (4.19±2.15% versus 6.15±6.05%), but this was determined not to be statistically significant (p=0.163). APC7 expression did not correlate with the S-phase fraction or the G2M fraction. However, Ki-67 expression was correlated positively with the S-phase fraction (R=0.375, p=0.001).The above results indicate that APC7 and Ki-67 are closely related to cell proliferation. Also, phyllodes tumors, which are characterized by the monoclonal proliferation of stromal cells, can be differentiated from cellular fibroadenomas with increased mitotic figures mimicking phyllodes tumors by APC7 and Ki-67 immunochemistry. As APC7 is expressed at higher levels than is Ki-67, it may overcome the limitations of the Ki-67 labeling index with regard to the differentiation of benign phyllodes tumors from fibroadenomas. In addition, considering APC7 loss in highly pleomorphic cells in cases of malignant phyllodes tumors, APC7 downregulation may be associated with sarcomatous transformation via chromosome instability, or accelerated oncogene signaling.