|
|
Korean Journal of Otorhinolaryngology-Head and Neck Surgery 1998;41(9): 1174-1179. |
| A Study on the Expression of Transforming Growth Factor-alpha, Epidermal GrowthFactor and Epidermal Growth Factor Receptor in Thyroid Tumors. |
| Do Yong Lee, Nam Yong Doh, Han Jo Na, Yong Gi Kim, Tae Seung Im, Young Hwan Choi, Mi Ja Lee |
1Department of Otolaryngology-Head and Neck Surgery, Chosun University Hospital, Kwang-ju, Korea. sebrigh@hitel.kol.co.kr
2Department of Pathology, Chosun University Hospital, Kwang-ju, Korea. |
| 갑상선종양에서 형질전환성장인자-알파(TGF-α), 표피성장인자(EGF)와 표피성장인자 수용체(EGFR)의 발현에 관한 연구 |
| 이도용1 · 도남용1 · 나한조1 · 김용기1 · 임태승1 · 최영환1 · 이미자2 |
| 조선대학교 의과대학 이비인후과학교실1;병리학교실2; |
|
|
|
|
|
| 주제어:
형질전환성장인자-알파ㆍ표피성장인자ㆍ표피성장인자수용체ㆍ갑상선종양. |
| ABSTRACT |
BACKGROUND AND OBJECTIVES:
Cell proliferation and differentiation are regulated by growth factors and growth factor receptors. Inappropriate expressions of growth factors and altered responsiveness of growth factor receptors may influence the biological and clinical phenotype of tumor. The purpose of this study is to investigate the relationship between the expressions of TGF-alpha, EGF, EGFR and clinical behaviors in thyroid tumors.
MATERIALS AND METHODS:
The material consisted of 19 papillary carcinomas, 8 follicular carcinomas, 6 anaplastic carcinomas, 8 follicular adenomas and 5 normal thyroid tissues. The authors performed immunohistochemical staining for TGF-alpha, EGF and EGFR.
RESULTS:
Positive staining for TGF-alpha was found in 84.2% of papillary carcinomas, 100% of follicular carcinomas, 83.3% of anaplastic carcinomas and 25% of follicular adenomas. EGF was positive in 57.8% of papillary carcinomas, 25% of follicular carcinomas, 0% of anaplastic carcinomas and 25% of follicular adenomas. EGFR was positive in 52.6% of papillary carcinomas, 85.7% of follicular carcinomas, 83.3% of anaplastic carcinomas and 75% of follicular adenomas. There was no statistical relationship between regional lymph node metastasis, primary tumor size, patient's age and positive expression rates for TGF-alpha, EGF and EGFR.
CONCLUSION:
TGF-alpha expression was statistically higher in the malignant thyroid tumors than in benign thyroid tumors.
However, the expression of EGFR was shown to be higher in thyroid tumors than in the normal thyroid tissues, but there was no statistical difference between benign and malignant tumors. EGF expressions demonstrated no statistical significance in thyroid tumors. |
| Keywords:
TGF-alphaㆍEGFㆍEGFRㆍThyroid tumors |
서론
갑상선 결절은 전 인구의 약 5%에서 발생하며 이들 결절 중에서 악성결절은 약 10∼20%에 이른다. 대부분의 갑상선암은 비교적 분화가 좋은 암으로 전체 생존율은 양호하지만 일부 갑상선암은 환자에 치명적인 결과를 초래하기도 한다. 갑상선암의 예후인자로는 환자의 연령, 원발종양의 조직학적 분화도, 병기 및 갑상선 피막외 침습 등1)으로 알려져 있으나 최근에는 종양의 생물학적 특성을 분자생물학적 방법을 통하여 규명하고자 하는 노력이 시도되어 왔다. 분자생물학의 발달로 정상세포가 종양세포로 변화하는 과정이 규명되기 시작하였고 세포의 증식과 분화는 성장인자와 성장인자 수용체에 의해 조절되며 성장인자의 부적절한 발현과 성장인자 수용체의 변화된 반응이 암종에서 자주 발견되는 것으로 보아 이들이 종양의 생물학적 또는 임상적 표현형(phenotype)에 영향을 준다고 생각된다.2)
형질전환 성장인자 알파(TGF-α)는 50개의 아미노산으로 구성된 폴리펩타이드로서 표피성장인자 수용체(EGFR)에 결합하여 세포의 분화와 증식에 관한 신호를 전달하는 중요한 역할을 하는 성장인자이다.3) 표피성장인자(EGF)는 53개의 아미노산으로 구성된 폴리펩타이드로서 생쥐의 악하선에서 처음 발견되었으며 TGF-α처럼 EGFR에 결합하여 세포의 성장, 증식 및 분화를 촉진시킨다.4) 또한 EGFR은 분자량 17KD의 당단백으로 세포표면에 위치하며5) TGF-α나 EGF와 결합하여 세포의 성장과 증식을 유도하는 수용체로서6) 두경부의 다양한 악성종양에서 과발현이 보고되고 있다.7)8)
저자들은 갑상선종양을 악성종양과 양성종양으로 분류하고 갑상선종양에서 TGF-α, EGF 및 EGFR의 면역조직화학적 발현 양상을 임상적 특징과 비교 검토하여 이들 성장인자와 성장인자 수용체가 종양의 생물학적 특징 즉 종양세포의 분화, 증식 및 악성도와 연관성이 있는지와 예후인자로서의 가능성을 알아보고자 연구를 시행하였다.
대상 및 방법
연구대상
1994년 1월부터 1997년 8월까지 조선대학교 부속병원에서 갑상선종양으로 수술을 받았던 환자의 조직표본 중 보관상태가 양호한 41례와 정상 갑상선 조직 5례를 대상으로 하여 면역조직화학적 염색을 시행하였다. 환자의 남녀 비는 8 ：33이었고 연령별 분포는 23세부터 77세로 평균연령은 47.6세였다.
연구대상은 병리조직학적으로 분류하면 유두상암종 19례, 여포상암종 8례, 미분화암종 6례,양성종양인 여포상선종 8 례와 정상 갑상선 조직 5례였다. 정상 갑상선 조직은 선종양갑상선종(adenomatous goiter) 환자의 수술시 반대쪽의 정상 갑상선에서 얻었다.
연구방법
임상적 소견의 검토
환자의 임상기록과 병리기록으로부터 나이, 성별, 원발종양의 크기, 림프절 전이 유무를 조사하고 TGF-α, EGF 및 EGFR의 면역조직화학적 발현정도와의 관계를 비교 검토하였다.
면역조직화학적 염색
10% 포르말린에 고정후 작성된 파라핀 블록을 4 μm 두께로 절편하고 탈 파라핀과 함수과정을 거친 후 헤마톡실린-에오신(hematoxylin-eosin)염색을 실시하여 비교 검토용으로 하였다. 면역조직화학적 염색은 4 μm로 박절된 절편을 탈 파라핀과 함수과정을 거친 후 HISTOSTAIN-SP kit(Zymed, broad spectrum)를 사용하여 통상적인 ABC법으로 하였다. 일차 항체인 TGF-α(Ab-2, Oncogene Research), EGF(Ab-3, Oncogene Research) 및 EGFR(Ab-4, Oncogene Research)을 각각 1：50으로 희석하여 실온에서 각각 2시간 반응시킨 후 완충액으로 세척하였다. Biotin이 부착된 이차 항체를 이용하여 10분간 반응시킨 후 세척하고 peroxidase에 7분간 작용시켰다. 염색에 있어서 모든 과정은 45℃에서 반응시켰다.
Chromogen은 AEC(3 -amino-9-ethylcarbazole)을 이용하여 염색하였고 hematoxylin으로 대조염색을 시행하였다. 양성 대조군은 TGF-α와 EGFR인 경우는 피부조직을, EGF인 경우 악하선 조직을 이용하였다.
면역조직화학적 염색의 검토, 염색의 평가는 객관적인 평가를 위해 병리전문의의 도움으로 시행하였다. 양성에 대한 판정은 TGF-α인 경우 세포질이나 핵에 염색된 경우를, EGF는 세포질에 염색된 경우를, EGFR은 세포질과 세포막에 염색된 경우로 하여 종양세포에서 염색된 세포의 백분율로 평가하여 염색된 세포수가 5%이하이면 음성(-), 6∼25%이면 약양성(+), 26∼50%이면 경도양성(++), 51∼75%이면 중등도양성(+++), 76%이상 염색됐으면 강양성(++++)으로 판정하여 5등급으로 구분하였으며 임상적 특징과 비교 분석시에는 +++, ++++를 강양성발현군(highly expressed group)으로 하고 +, ++를 약양성발현군(poorly expressed group)으로 구분하였다.
통계학적 검증
TGF-α, EGF 및 EGFR의 양성발현율과 환자의 연령, 경부림프절 전이 유무, 원발종양의 크기와 발현율과의 관계 등의 상관성은 Chi-square test를 통해 시행하였으며 유의수준은 p<0.05로 정하였다.
결과
병리조직형태와 TGF-α, EGF, EGFR의 발현율
1) TGF-α의 발현율은 유두상암종에서 84.2%의 양성발현율(Fig. 1)을 보였고 여포상암종은 전 례(100%)에서 양성발현을 보였으며 미분화암종은 83.3%에서 양성발현을 보여 악성종양 전체의 양성발현율은 87.9%였다. 반면에 양성종양인 여포상선종는 25%만이 약양성발현을보였고(Fig. 2) 정상 조직은 모두 음성반응을 보여 TGF-α가 양성종양보다 악성종양에서 유의하게 높은 발현율을 보였다(p<0.01)(Table 1).
2) EGF의 경우는 유두상암종에서는 57.9%의 양성발현율을 보였으나 여포상암종은 25%만이 약양성발현을 보였고(Fig. 3) 미분화암종은 모두 음성반응이였다. 여포상선종은 25%에서 모두 약양성발현을 보였고 정상 조직은 모두 음성반응을 보여 악성종양과 양성종양의 발현율에 통계학적인 의의가 없었다(p>0.05)(Table 2).
3) EGFR의 양성발현율은 유두상암종 52.6%, 여포상암종 87.5%, 미분화암종 83.3%의 발현(Fig. 4)을 보여 악성종양 전체의 발현율은 66.7%였다. 여포상선종은 75%의 양성발현을 보여 양성과 악성종양간의 유의한 발현율의 차이는 볼 수 없었으나(p>0.05) 정상 조직은 모두 음성반응을 보여 EGFR의 발현은 갑상선종양 전체로 볼 때 통계학적으로 유의하게 높게 발현되었다(p<0.05)(Table 3).
경부림프절 전이와 TGF-α, EGF, EGFR의 발현율
주위조직의 광범위한 침윤이 있었던 미분화암종을 제외한 유두상암종과 여포상암종 27례중 경부림프절 전이는 14례에서 있었다. 경부림프절 전이군의 TGF-α발현율은 40.7%, EGF는 25.9%, EGFR은 33.3%로서 갑상선암에서 경부림프절 전이와 발현율은 통계학적으로 차이가 없었다(p>0.05)(Table 4).
원발종양의 크기와 TGF-α, EGF, EGFR의 발현율
악성종양에서 원발종양의 크기에 따라 2 cm이하, 2.1 cm이상 4 cm이하, 4.1 cm이상 세군으로 나누어 비교한 결과 TGF-α는 2 cm이하에서 6례(18.2%), 2.1 cm이상 4 cm이하에서 16례(48.5%), 4.1 cm이상 7례(21.2%)에서 양성발현을 보였고 EGF의 경우 2 cm이하 4례(12.1%), 2.1 cm이상 4 cm이하 6례(18.2%), 4.1 cm이상 3례(9.1%)에서 양성발현을 보였다. EGFR의 경우 2 cm이하 5 례(15.2%), 2.1 cm이상 4 cm이하 10례(30.3%), 4.1 cm이상 7례(21.2%)가 양성발현을 보여 원발종양의 크기와 발현율과의 상관관계는 통계학적으로 유의성이 없었다(p>0.05).
갑상선암에서 연령과 TGF-α, EGF, EGFR의 발현율
악성종양에서 양성발현을 보인 예를 45세이하와 46세이상의 두군으로 나누어 비교한 결과 TGF-α는 46세이상군 19례(57.6%), 45세이하군 10례(30.3%)에서 양성발현을 보였으며 EGF는 46세이상군 7례(21.2%), 45세 이하군 6 례(18.2%)에서 양성발현을 보였다. EGFR의 경우 46세 이상군 16례(48.5%), 45세 이하군 6례(18.2%)에서 양성발현을 보여 연령과 발현율과의 상관관계는 통계학적으로 유의성이 없었다(p>0.05).
고안
암의 발생은 암유전자의 활성화나 종양억제 유전자의 비활성화에 의하거나 또는 세포의 성장, 분화 및 증식에 관여하는 여러 성장인자와 수용체들의 상호 불균형에 의해 세포의 형질전환이 일어나 종양세포로 발전한다고 알려져 있다.2) 저자들은 갑상선의 양성종양과 악성종양에서 TGF-α, EGF 및 EGFR의 면역조직화학적 발현양상을 검토하여 이들이 갑상선종양의 성장, 분화, 증식 및 예후에 미치는 영향을 연구하고자 하였다. TGF-α는 단일사슬 폴리펩타이드로서 50개의 아미노산으로 구성되었으며 약 30%는 EGF와 구조적으로 유사하며 EGF처럼 EGFR에 결합한다.9) EG-FR에 결합후 TGF-α와 EGF는 tyrosine kinase subunit를 활성화시켜 수용체를 autophosphorylation시켜 세포의 성장과 분화를 촉진시킨다.6) 동일한 종양 내에서 성장인자와 그 수용체의 존재는 자가분비(autocrine secretion)로 간주하는데 자가분비란 세포가 기능적 외부수용체(functional external receptor)를 갖는 그 세포 자체를 위해 호르몬양 물질을 분비하여 자가자극(self-stimulation)을 하는 것이며 악성종양에서 이런 성장인자의 분비는 발암유전자의 활성화의 결과로 생각되고 배양된 종양세포주를 이용한 실험결과 TGF-α의 발현과 종양의 전환 사이에 밀접한 연관성이 있다고 알려져 있다.10) EGF는 53개 아미노산으로 구성된 폴리펩타이드로서 분자량은 6.54KD이고 EGF의 작용은 EGFR에 결합됨으로서 세포의 성장, 분화, 증식과 상처의 치유에 관여한다.11) EGFR은 분자량이 17KD의 당단백으로서 세포표면에 위치하며5) 피부, 간, 췌장, 유방, 전립선 등의 다양한 정상 인체조직에서 발견되며 그 구조는 성장인자와 결합하는 세포외 영역, 세포막을 통과하는 짧은 소수성 영역, 그리고 수용체와 결합된 신호를 세포내로 전달하는 세포내 영역으로 구성되어 있다.12) TGF-α와 EGFR의 과발현은 간암, 위암, 폐암 및 두경부 편평세포암종의 중요 특성으로 알려져 있다.13)14)15) Tateishi 등13)은 폐암에서 TGF-α와 EGF가 과발현되며 특히 EGFR이 양성이면 림프절 전이가 많고 예후가 불량하다고 하였고 Yonemura 등14)은 진행된 위암에서 TGF-α와 EGFR이 과발현된다고 하였으며 TGF-α의 양성발현은 종양의 크기와 관계되며 EGFR은 미분화 암종과 관련이 있다고 하였다. 그러나 Hsia 등15)은 간암에서 TGF-α는 82%에서 양성발현을 보였으나 종양의 크기, 병리조직학적 형태와는 관련이 없다고 하였다.
본 연구에서는 갑상선 악성종양에서 TGF-α는 87.9%에서 양성발현을 보였으나 양성종양인 여포상선종은 25%에서만 약양성발현을 보여 양성보다 악성종양에서 의미있게 높게 발현되어 종양의 악성도와 연관이 있었으나 EGFR은 악성종양에서 66.7%의 양성발현을 보였고 여포상선종 에서도 75%의 발현율을 보여 양성과 악성종양에 따른 차이가 없었다. Aasland 등16)에 의하면 유두상 갑상선암에서 TGF-α와 EGFR/c-erb RNA가 동시에 발현된 경우 림프절 전이가 현저히 높게 나타난다고 하였으며 EGF가 과발현된 경우에는 재발 빈도가 높다고 하였고 EGF, EGFR과 TGF-α의 과발현은 종양의 악성도와 연관이 있다고 하였다. 그러나 본 연구에서 EGF, EGFR 및 TGF-α의 발현양상과 림프절 전이와는 통계학적으로 연관이 없었다. 또한 Mizukami 등17)은 EGF는 정상 갑상선 조직에서는 음성이며 양성과 악성 갑상선 조직에서는 양성발현율에는 차이가 없으나 유두상암종에서 EGF의 염색강도가 높으면 재발율이 높아 갑상선암의 임상적 활동과 연관이 있다고 하였고 Sugiyama 등18)도 EGF의 염색강도가 위암의 악성도와 생물학적 활성도와 연관이 있다고 하였다. 그러나 본 연구의 경우 EGF의 양성발현율은 유두상암종에서 57.9%, 여포상암종과 양성종양인 여포상선종의 경우 각각 25%의 약양성발현을 보였고 미분화암종의 경우 음성발현을 보여 EGF의 발현은 갑상선종양에서 악성도나 생물학적 활성도와는 통계학적으로 연관이 없었다. 또한 원발종양의 크기와 환자의 연령과의 사이에서도 통계학적인 상관관계를 발견할 수 없어 갑상선종양에서 TGF-α, EGF 및 EGFR은 예후인자로서 의미는 없었다. 이런 결과는 증례수가 충분하지 못하였던 점도 있어 보다 많은 증례를 이용한 객관적인 연구가 필요할 것으로 생각된다.
결론
갑상선종양 41례와 정상 갑상선조직 5례를 대상으로 TGF-α, EGF 및 EGFR에 대한 면역조직화학적 염색을 시행하여 그 발현율과 원발종양의 크기, 림프절 전이 유무, 환자의 연령과의 연관성을 분석하여 다음과 같은 결과를 얻었다.
1) TGF-α는 양성종양에서 보다 악성종양에서 유의있게 높게 발현되어 갑상선종양의 분화, 증식 및 악성도와 관련이 있었다.
2) EGF의 발현은 갑상선종양에서 통계학적인 차이가 없었다.
3) EGFR은 갑상선종양에서 높게 발현되어 종양의 분화와 증식에는 관련이 있었으나 악성과 양성종양에 따른 차이가 없어 악성도와는 관련이 없었다.
4) TGF-α, EGF 및 EGFR의 발현과 림프절 전이, 원발종양의 크기, 환자의 연령과의 상관관계는 통계학적으로 유의성이 없었다.
이상의 결과로 TGF-α는 갑상선종양의 분화, 증식 및 악성도와 관련이 있고 EGFR은 악성도와 연관은 없었으나 종양의 분화 및 증식과는 관련이 있었다. 또한 TGF-α, EGF 및 EGFR은 예후인자로서 의미는 없었다.
REFERENCES
1) Varma VM, Beierwaltes WH, Nofal MM. Treatment of thyroid cancer. JAMA 1970;214:1437-42.
2) Spandidos D, Anderson M. Oncogenes and onco-suppressor gene: Their involvement in cancer. J Pathol 1989;157:1-10.
3) Bennet C, Paterson IM, Corbishley CM, Lugmani YA. Expression of growth factor and epidermal growth factor receptor encoded transcripts in human gastric tissues. Cancer Res 1989;49:2104-11.
4) Cohen S. The epidermal growth factor (EGF). Cancer 1983;51:1787-91.
5) Carson SA, Chase R, Ulep E, Scommegna A, Benveniste R. Oncogenesis and characteristics of epidermal growth factor receptors in human placenta. Am J Obstet Gynecol 1983;147:932-9.
6) Reynolds FH, Todaro GJ, Fryling C, Stephenson JR. Human transforming growth factors induce tyrosine phosphorylation of EGF receptors. Nature 1981;292:259-62.
7) Hendler FJ, Ozanne BW. Human squamous cell lung cancers express increased epidermal growth factor receptors. J Clin Invest 1984;74:647-51.
8) Kanamori A, Abe Y, Yajima Y, Manabe Y, Ito K. Epidermal growth factor receptors in plasma membranes of normal and diseased human thyroid glands. J Clin Endocrinol and Metabol 1989;68:899-903.
9) Derynck R. Transforming growth factor-α. Cell 1988;54:593-5.
10) Sporn MB, Roberts AB. Autocrine growth factors and cancer. Nature 1985 ;313:745-7.
11) Taylor JM, Mitchell WM, Cohen S. Epidermal growth factor: Physical and chemical properties. J Biol Chem 1972;247:5928-34.
12) Ivan D, Boris M, Barbara BK. Immunohistochemical localization of the epidermal growth factor receptor in normal human tissues. Lab Inves 1986 ;55:588-92.
13) Tateishi M, Ishida T, Mitsudomi T, Kaneko S, Sugimachi K. Immunohistochemical evidence of autocrine growth factors in adenocarcinoma of the human lung. Cancer Res 1990;50:7077-80.
14) Yonemura Y, Takamura H, Ninomiya I, Fushida S, Tsugawa K, Kaji M, et al. Interrelationship between transforming growth factor-α and epidermal growth factor receptor in advanced gastric cancer. Oncology 1992 ;49:157-61.
15) Hsia CC, Axiotis CA, Di Bisceglie AM, Tabor E. Transforming growth factor-alpha in human hepatocellular carcinoma and coexpression with hpatitis B surface antigen in adjacent liver. Cancer 1992;70:1049-56.
16) Aasland R, Akslen LA, Varhaug JE, Lillehaug JR. Co-expression of the genes encoding transforming growth factor-α and its receptor in papillary carcinomas of the thyroid. Int J Cancer 1990;46:382-7.
17) Mizukami Y, Nonomura A, Hashimoto T, Michigishi T, Noguchi M, Matsubara F, et al. Immunohistochemical demonstration of epidermal growth factor and c-myc oncogene product in normal, benign and malignant thyroid tissues. Histopathology 1991;18:11-8.
18) Sugiyama K, Yonemura Y, Miyazaki I. Immunohistochemical study of epidermal growth factor and epidermal growth factor receptor in gastric carcinoma. Cancer 1989;63:1557-61.
|
|
|
|
PDF Links
Full text via DOI 
Download Citation 
