Analysis of CXCR4 mutation and expression in thyroid carcinoma

Abstract

[한글]서론: Chemokine (C-X-C motif) receptor 4 (CXCR4)는 stromal cell-derived factor-1 (SDF-1)이라는 chemokine에 특이적으로 결합하는 수용체로 염증 세포의 이동뿐 아니라 암 세포의 이동, 생존, 성장에 관여하며 다양한 종양 세포에서 발현된다. 본 연구에서는 CXCR4의 유전자 변이와 미분화갑상선암의 활성도 증가와의 관련성을 알아보기 위하여 미분화갑상선암 세포를 대상으로 CXCR4의 유전자 변이의 유무를 확인하였다. 또한 갑상선유두암의 조직학적 아류형에 따른 CXCR4의 발현 양상과 다양한 임상양상과의 상관관계를 분석하였다.

대상 및 방법: 실험실에서 배양한 미분화갑상선암 세포에서 genomic DNA를 정제한 후 DNA sequencing을 시행하여 유전자 변이의 유무를 확인하고 96개의 유두상갑상선암 수술 후 조직을 이용하여 조직미세배열 (tissue microarray) 절편을 제작하고 CXCR4에 대한 면역조직화학염색 (Immunohistochemistry)을 시행하여 그 발현 여부를 규명하였으며 종양의 조직학적 분류, 종양 크기, 림프절 전이, 갑상선 외부 조직 침윤, 다발성 종양 등의 다양한 임상 양상과의 관련성을 통계적으로 분석하였다.

결과: DNA 분석 결과 미분화갑상선암에서 CXCR4의 과도한 활성과 관련된 유전자 돌연변이의 증거는 없었다. 유두상 갑상선암에서 CXCR4의 발현은 미분화형 갑상선암에서 다른 조직학적 분류형에 비하여 유의하게 증가되어 있었다.

결론: CXCR4 유전자의 돌연변이가 미분화갑상선의 성장, 전이 등의 침습적 특징과 연관되었을 증거는 없으며 유두상갑상선암에 있어서 종양의 분화도와 관련된 조직학적 아류형은 CXCR4의 발현 정도와 유의한 상관 관계가 있음을 알 수 있다.

[영문]Background/Aims: Functional chemokine (C-X-C motif) receptor 4 (CXCR4) is well known to over-expressed in papillary thyroid carcinoma (PTC) and more extensively in anaplastic thyroid carcinoma (ATC). CXCR4 stimulates the proliferation and chemotaxis of the tumors in response to endogenous stromal cell?derived factor-1 (SDF-1)/CXCL12 chemokine. The aim of this study is analyzing the CXCR4 gene of ATC to evaluate whether activating mutations exist and determining the correlation of CXCR4 expression with the clinicopathologic characteristics in PTC.

Methods: Genomic DNA of three ATC cell lines were extracted and sequenced for evaluation of the possible activating mutation. 96 PTC tissue samples from 99 patients of PTC were assembled by tissue microarray technique and the CXCR4 expression in tumors and surrounding normal regions were assessed using immunohistochemical staining for CXCR4 molecule. Thereafter, the association of staining intensity with clinicopathologic features was evaluated by statistical methods.

Results: DNA sequence analysis did not showed any activating mutation of CXCR4 in ATC samples. The expression of CXCR4 was correlated with histological subtype of PTC (p < 0.001), exhibiting stronger expression in poorly differentiated variant of PTC. While normal surrounding thyrocytes mostly did not express CXCR4, some of the samples around the strong CXCR4 staining tumor regions also showed CXCR4 staining.

Conclusion: Constitutively activating mutations of CXCR4 gene appear not to be the possible cause of the aggressive tumor activity in ATC. The level of differentiation of variant subtype of PTC is significant factor correlated with the CXCR4 expression.