구강편평세포암종에서 예후 표지인자로서의 HuR과 BIRC2 발현

Abstract

[한글]구강편평세포암종에서 예후 표지인자로서의 HuR과 BIRC2 발현연구배경 : 구강편평세포암종은 세포의 증식, 분화 및 사멸을 조절하는 데에 중요한 역할을 하는 유전자가 담배, 술, 구강위생, 바이러스 등의 환경적 요인과 복합적으로 작용하여 발생되는 돌연변이들이 축적되어 발병되며, 암화과정(carcinogenesis)에서 암유전자, 종양억제유전자, 사이토카인, 성장인자 등이 중요한 역할을 할 것이라는 보고들이 있다. 이러한 암화인자들의 mRNA 반감기는 약5-30분 이내로 비교적 짧아서, mRNA의 안정성 여부가 구강편평세포암종의 발생에 중요하게 작용하는 것으로 알려져 있다. mRNA 3'UTR 영역의 AU-rich element(ARE)와 결합하여 mRNA를 안정화시키는 HuR은 세포의 성장, 분화, 대사, 이동, 노화와 관련된 유전자들의 조절인자로서, 주로 핵에 분포되어 있다가 핵내 존재하는 ARE를 포함하고 있는 mRNA에 결합해서 세포질내로 이동하여 mRNA의 파괴를 억제하는 것으로 생각되고 있다. 세포질에서의 HuR 발현은 만성염증, 심혈관계 질환, 암 등의 발병과 밀접하게 관련되어 있고, 특히 암세포의 세포질에서 특징적으로 과발현된다. 현재 악성뇌종양, 난소암, 대장암, 유방암, 폐암, 위암 그리고 두경부암과 관련하여서도 악성 타액선종양, 두경부 편평세포암종에서 HuR이 세포질에서 과발현된다고 보고되고 있다. 또한, 세포사멸을 억제하는 BIRC2의 mRNA 3'UTR 영역에도 제 1형의 ARE가 많이 존재하는 것으로 알려져 있고, 간암, 폐암, 구강암, 속질모세포종(medulloblastoma), 아교모세포종(glioblastoma), 췌장암 등과 같은 많은 암에서 BIRC2의 DNA 증폭 (amplification)과 같은 변이가 관찰된다는 보고가 있다. 본 연구의 목적은 구강암 세포주와 한국인의 구강편평세포암종 조직에서 HuR 단백질의 세포질내 발현과 BIRC2 단백질의 발현을 확인하고, 구강암 환자의 임상병리학적 요소 및 생존율을 관찰하여 구강암의 예후인자로서의 가능성을 알아보고자 한다. 또한, 구강편평세포암종 조직의 면역조직화학적 분석과 구강암 세포주를 이용한 실험을 통하여 두 단백질 발현의 상호관련성을 알아보고자 한다.연구재료 및 방법 : 구강암 세포주 HSC-2, HSC-3, Ca9-22, YD-9, YD-10B, YD-32, YD-38, 그리고 1994년 1월부터 2002년 12월까지 9년 동안 연세대학교 치과대학병원 구강악안면외과에서 원발성 구강편평세포암종으로 수술한 환자 95명을 대상으로 하였다. 첫째, 구강암 세포주와 구강편평세포암종 조직에서 HuR 단백질의 세포질내 발현과 BIRC2 단백질의 발현을 확인하기 위하여, 구강암 세포주는 웨스턴 블럿을 시행하였으며 구강편평세포암종 조직은 면역조직화학적 염색을 시행하였다. 또한, 정상조직 1예와 임의적으로 선택한 구강편평세포암종 조직 4예를 선택하여 웨스턴 블럿을 시행해서 BIRC2 단백질의 발현을 재확인하였다. 둘째, HuR 단백질의 세포질내 발현 및 BIRC2 단백질의 발현과, 구강편평세포암종 환자의 임상병리학적 요소 및 생존율과의 관련성을 관찰하기 위하여, 구강편평세포암종 환자의 면역조직화학적 소견, 발병부위, 성별, 나이, 조직병리학적 등급, 종양의 크기, 경부임파절 전이, 임상적 병기, 생존기간을 확인하여 통계학적 분석을 하였다. 셋째, HuR 단백질의 세포질내 발현과 BIRC2 단백질의 발현간의 상호관련성을 알아보기 위하여, 구강편평세포암종 조직의 면역조직화학적 소견을 통계학적 분석을 하였으며, 구강암 세포주는 Leptomycin B 및 HuR siRNA 처리 실험을 하여 웨스턴 블럿 분석을 하였다.결론 : 인체의 여러 다른 암에서처럼, 한국인의 구강편평세포암종에서도 HuR 단백질의 세포질내 발현과 BIRC2 단백질의 발현을 관찰할 수 있었다. HuR 단백질의 세포질내 발현은 생존율과 관련이 있는 것으로 관찰되어 예후표지인자가 될 수 있을 것으로 생각된다. BIRC2 단백질의 발현은 구강암 세포주와 구강편평세포암종 조직 모두에서 HuR 단백질의 세포질내 발현과 관련이 있는 것으로 관찰되었으며, 구강암 세포주를 이용한 실험을 통하여 HuR 단백질의 세포질내 발현에 의해 BIRC2 단백질의 발현이 영향을 받는 것을 관찰한 바 향후 두 단백질들 간의 관련성에 대한 연구가 필요하리라 사료된다.

[영문]The expression of cytoplasmic HuR has been noted in several cancer types, where it may contribute to the increased BIRC2 expression observed during carcinogenesis.

To assess the prognostic significance of the cytoplasmic HuR and BIRC2 expression in cases of oral squamous cell carcinoma (OSCC), the expression patterns of HuR and BIRC2 were observed via immunohistochemistry analyses of 95 OSCC samples and immunoblotting of 7 oral cancer cell lines and the

correlation between the cytoplasmic HuR and BIRC2 expression, clinicopathologic factors, and overall survival were analysed. In the 95 tumor tissues, positive cytoplasmic HuR expression in 71.6%, high levels of HuR expression in 46.3%, positive BIRC2 expression in 95.8% and high levels of BIRC2 expression in

81.1% were noted. Overall survival was significantly associated with high cytoplasmic HuR expression (p=0.044), and high BIRC2 expression was significantly associated with T stage (p=0.017), clinical stage (p=0.025), and tumor location (p=0.005). Our results suggest that the positive cytoplasmic HuR expression may be prognostic factor in OSCC.

And the positive cytoplasmic HuR expression was significantly associated with positive BIRC2 expression (p=0.035) or high level of BIRC2 expression (p=0.007) in the 95 tumor tissues. The correlation between the expressions of cytoplasmic HuR and BIRC2 was investigated with immunoblotting of the oral cancer cell lines treated with HuR small interfering RNA (siRNA) and

Leptomycin B (LMB). The inhibition of HuR expression by siRNA or LMB caused a reduction in the BIRC2 expression in YD10B and HSC-3 oral cancer cells. Our results suggest that the cytoplasmic expression of HuR is associated with BIRC2 expression in OSCCs and HuR can regulate BIRC2 expression in oral cancer cell lines. Further studies will be required to determine the relation

between HuR and BIRC2.