Methionyl-tRNA synthetase 1 expression, the possibility as a diagnostic and prognostic factor in papillary thyroid cancer

Abstract

Background: Methionyl-tRNA synthetase 1 (MARS1) is a critical enzyme for translation initiation that catalyzes, the transfer of Met to the initiator tRNA. Recent studies have evaluated MARS1 expression as a diagnostic tool and prognostic predictor in several cancers types. In the present study, we aimed to determine how MARS1 is expressed in thyroid tissue and whether there are differences between normal follicular and papillary thyroid carcinoma (PTC) cells. In addition, we aimed to determine whether MARS1 expression can complement conventional cell staining methods currently used for PTC diagnosis and can thus be used as a prognostic predictor. Methods: We compared MARS1 expression in thyroid cancer and normal thyroid follicular cells using fine needle aspiration biopsy in 103 patients. Next, we compared MARS1 expression in patients with (n=50) and without (n=50) lateral neck metastases using immunohistochemical analysis of archived tissues from 100 patients. During the clinical follow-up period of these patients, we investigated whether MARS1 expression differed with recurrence. Results: The average MARS1 expression grade of PTC cells was 2.59 and that of normal follicular cells was 1.28. MARS1 expression differed significantly between the two groups (p<0.001). A significant difference in the average MARS1 expression grade of PTC cells between the metastatic and non-metastatic groups (p<0.05) was observed. In addition, a significant difference was observed in the average MARS1 expression grade between the lymph nodes of the metastatic group and the PTC cells of the non-metastastic group (p<0.05). Conclusions: Our analysis suggests that MARS1 can be used as a complementary marker to the current fine-needle aspiration biopsy tissue staining method. In addition, although MARS1 is not a direct prognostic predictor of PTC recurrence, it is related to lateral neck lymph node metastasis, and may therefore be a predictor of advanced thyroid cancer.

Methionyl-tRNA synthetase 1 (MARS1)은 단백직 합성의 번역과정 (translation)의 시작에 중요한 효소로, Met을 개시 tRNA로 전달하는 촉매 역할을 합니다. 최근 여러 암종에서 진단적 수단 및 예후 예측인자로써 MARS1 발현을 측정하는 연구가 있어왔습니다. 이 연구에서는 MARS1 발현이 갑상선 조직에서 어떻게 보이는지, 정상 모낭 세포와 갑상선유두암(PTC) 세포 간에 차이가 있는지를 알아보고자 하였습니다. 그리고 현재 PTC 진단을 위해 수행되는 일반적인 세포 염색 방법을 보완할수 있는지, 예후 예측인자로써 사용할 수 있는지 알아보는 것을 목표로 했습니다. 처음에 103명의 환자에서 세침 흡입검사를 시행하여, 갑상선 암세포와 정상 갑상선 유두세포에서 MARS1 발현을 비교해 보았습니다. 다음으로 100명의 환자의 보관된 조직에 면역조직화학 분석을 사용하여 측면 경부 전이가 있는 환자(n=50)와 없는 환자(n=50)에서 MARS1 발현을 비교하였습니다. 이 환자들의 임상적 추적기간에 재발여부에 따라 MARS1 발현에 차이가 있는지, 알아보았습니다. 갑상선 유두암 세포의 평균 MARS1 발현 등급은 2.59였고 정상 갑상선 세포의 평균 MARS1 발현 등급은 1.28이었습니다. 두 그룹의 MARS1 발현은 유의한 차이를 보였습니다 (p<0.001). 측경부 림프절 전이 그룹과 비전이 그룹 간에 갑상선 유두암 세포의 평균 MARS1 발현 등급에 유의한 차이가 있었습니다 (p<0.05). 또한 전이 그룹의 림프절과 비전이 그룹의 PTC 세포 간에 평균 MARS1 발현 등급에 유의한 차이가 관찰되었습니다 (p<0.05). 저희 분석은 MARS1이 현재의 미세 바늘 흡인 생검 조직 염색 방법에 대한 추가적인 보완 방법으로 사용될 수 있음을 시사합니다. 또한 MARS1은 갑상선 유두암의 재발의 직접적인 예후 예측 인자는 아니나, 갑상선 측경부 림프절 전이와 관련이 있어 진행성 갑상선암을 예측할 수 있는 가능성이 있습니다.