Reclassification of epithelial ovarian tumors by comparative proteomics

Abstract

[한글]

난소종양은 인체에 발생하는 종양 중 가장 다양한 조직학적 유형을 보이는 종양 중의 하나이며 일반적인 종양의 개념과는 생물학적 양상이 많이 다르다. 이러한 예외적인 생물학적 양상 때문에 명칭이나 기전, 그리고 정확한 진단이 용이하지 않으며 이로 인해 병리적인 개념이 정확해야 알아낼 수 있는 분자 생물학적 이해 또한 정확히 알려진 사실이 많지 않다.최근 들어 개별적인 유전자 연구가 아닌 high throughput technique이 발달하면서 RNA단계에서는 c‐DNA array, 단백 단계에서는 proteomics 연구가 활발히 진행되고 있는데, 이들 모두 신선한 냉동조직이 필수로 확보되어야 하며, 또한 종양부위를 정확히 확인할 수 있는 병리적 개념을 갖춘 경험 있는 연구자가 시행한 경우에 가장 이상적인 연구결과를 얻을 수 있다.그러나 난소종양은 다른 종양과는 달리 분자병리 영역의 연구를 하기 위해 필요한 신선한 조직을 확보하는데 상당한 어려움이 따른다. 즉 육안소견으로 진단을 추정할 수 있는 경우가 많지 않을 뿐 아니라, 낭성종양인 경우, 적절한 부위를 선택하기에 어려움이 많다. 또한 괴사와 출혈이 유난히 많기 때문에 병리학적으로 충분한 경험이 있어야만 정확한 부위를 선택할 수 있다. 더구나 같은 종양이라도 조직학적 유형과 종양의 성격이 매우 다양하므로 올바른 종양의 분류실험이 용이하지 않다.이상과 같은 이유 등으로 대부분의 난소종양의 분자병리영역의 연구는그 동안은 주로 세포주에 관련된 연구가 대부분이며, 인체조직내의 난소종양의 연구는 매우 미미한 수준으로 대부분 형태학적 면역화학적 실험에 그치고 마는 것이 현실이었다.본 연구는 병리학적으로 정확하게 종양부위를 확인하고 수집된 12예의 신선한 난소종양 조직을 확보하여, 확보된 부위를 병리학적으로 재검색한 후 종양부위를 병리학적으로 표시하여 laser capture를 이용한 미세박절을 시행하여 얻은 단백질을 이용하여 난소종양의 단백체 차이를 비교함으로써 protein profiling을 구축하였다. 2-D gel에서 비교하여 2배 이상의 차이를 보이는 단백질들의 발현강도를 합산하여 비교치와의 비율로 거리값으로 환산하여 Cluster and Tree View software를 이용하여 표현하였다12예의 난소종양은 4예의 장액성 종양, 5예의 점액성 종양, 3예의 자궁내막양 종양이었으며, 4예의 장액성 종양 중 1예는 경계성 종양이었고, 5예의 점액성 종양 중 2예는 경계성 종양이었다. 3예의 점액성 악성종양은 병리학적으로 1예는 상피내 악성화가 진행된 경우이었고, 다른 1예는 간질조직내로 10mm2 이내로 침윤한 미세침윤형 점액성 종양이었으며 나머지 1예는 10mm2 이상 침윤을 보인 악성 종양이었다. 특히 상피내 악성화를 보인 1예는 주변의 양성 낭성 종양 부위도 별도로 검색하였다.본 연구에서는 다른 분화를 보이는 종양이나 경계성 영역 등의 애매한 예후를 보이는 종양의 해석에 도움을 줄 것으로 생각하여 비교 대상군 간에 나타나는 단백체 발현군 중 의미 있게 차이를 보이는 부분을 전체 합산하여 비교함으로써 대조군에서 비교군이 어느 정도 위치하는지를 계통적으로 map tree를 구성하여 분석하였다. 여러 난소종양 중 점액성 경계성 종양은 정상군과 같은 거리에 위치하며, 점액성 상피내 암종이나 미세침윤성 종양과 같이 악성으로 분류되지만 경계성 종양의 예후를 보이는 것으로 알려진 종양은 단백체 map tree 결과만으로는 확실히 경계성 점액성 종양과는 다른 군에 속함으로써 단백체적으로 다른 종양임을 시사하였다.또한 점액성 종양은 흔히 악성과 함께 경계성 혹은 양성 낭성조직이 동시에 관찰되는 경우가 많은데, 한 종양내 형태학적으로 상이한 부위, 즉 상피내 악성종양을 보이는 곳과 양성낭성처럼 보이는 부위의 상호비교 결과 동일한 위치에 속함을 알 수 있어, 형태학적인 차이가 달라도 한 종양내 분자생물학적인 차이는 같음을 알 수 있었다.점액성 암종에서 관찰된 침윤성 부위와 경계성 혹은 양성조직이 모두 같은 단백체적 양상을 보이며 이는 분명히 경계성 종양과는 다른 소견을 본 연구결과에서 확인할 수 있었다. 장액성 암종은 정상군과 가장 거리가 먼 위치에 속하며 자궁내막양 암종과는 매우 근접함을 보인 반면 점액성 종양과는 약 1.98배의 거리 비율을 보여 map tree 결과로 보면 장액성과 점액성 종양은 상이한 종양임을 알 수 있었다.결론적으로 상피성 난소종양을 대상으로 단백체를 비교분석한 결과 점액성 암종에서 관찰된 침윤성 부위와 경계성 혹은 양성조직이 모두 같은 분자 유전학적 양상을 보이며 이는 분명히 경계성 종양과는 다른 소견을 본 연구결과에서 확인할 수 있었을 뿐 아니라, 점액성 종양은 다른 상피기원 종양인 장액성 및 자궁내막양 종양과는 단백체 발현상 의미있는 차이 보였다.

[영문]We analyzed twelve epithelial ovarian tumors using proteomics to construct intra- and inter-tumoral distance map trees. The following tumors were used: 4 serous tumors including 1 low malignant potential (LMP) tumor and 3 serous carcinomas, 5 mucinous tumors including 2 LMP tumors, 2 LMP tumors with aggressive features, and 1 widely invasive mucinous carcinoma, and 3 endometrioid tumors including 1 endometriotic cyst and 2 carcinomas. Proteins extracted from frozen slides microdissected by laser capture microdissector (LCM) were prepared for 2D-E gel, where only the spots that clearly showed a greater than a two-fold change in expression compared to controls were selected.We performed protein profile distance comparison and clustering analysis. Epithelial ovarian tumors and normal tissues showed an apparent separation on the distance map tree. Mucinous carcinomas were nearest to the normal group, whereas serous carcinomas were the greatest distance from the normal group. All mucinous tumors with aggressive histology were separated from the LMP group.The benign-looking cysts adjacent to the IEC (intraepithelial carcinoma) showed an expression pattern identical to the IEC area. The extent of change on the lineages leading to the mucinous and serous carcinoma was 1.98-fold different. The overall gene expression profiles of serous or endometrioid carcinomas appeared to be less affected by grading or stage than by histologic type.In conclusion, ovarian mucinous tumors are apparently distinct from other epithelial ovarian tumors. The LMP mucinous tumors showing histologic aggressive features belong to mucinous carcinoma on the molecular basis. The morphologic continuous spectrum in mucinous carcinoma has the same gene expression profiles.