| Home | E-Submission | Sitemap | Editorial Office |  
top_img
Korean Journal of Otorhinolaryngology-Head and Neck Surgery > Volume 47(7); 2004 > Article
Korean Journal of Otorhinolaryngology-Head and Neck Surgery 2004;47(7): 617-625.
Expression of Angiogenic Growth Factor in Middle Ear Cholesteatoma.
Moo Jin Baek, Eui Kyeong Bang, Moon Seop Hwang, Tae Hee Han, Seong Kook Park, Jae Wook Eom, Eui Kyung Goh
1Department of Otolaryngology-Head and Neck Surgery, College of Medicine, Inje University, Busan Paik Hospital, Busan, Korea.
2Department of Otolaryngology, Busan Veteran's Hospital, Busan, Korea.
3Department of Otolaryngoloty-Head and Neck Surgery, College of Medicine, Busan National University, Busan, Korea.
중이 진주종에서 혈관형성인자의 발현
백무진1 · 방의경2 · 황문섭1 · 한태희1 · 박성국1 · 엄재욱1 · 고의경3
인제대학교 의과대학 부산백병원 이비인후과학교실1;부산보훈병원 이비인후과2;부산대학교 의과대학 이비인후과학교실3;
주제어: 중이 진주종혈관형성인자.
ABSTRACT
BACKGROUND AND OBJECTIVES:
Angiogenesis is important both in normal and pathologic processes, including wound healing and inflammation. Because proliferating tissues require an enhanced blood supply, angiogenesis appears to be a prerequisite for expansion of cholesteatoma. This study was aimed to investigate mRNA and protein expression of angiogenic growth factors such as vascular endothelial growth factor (VEGF), basic fibroblast growth factor (bFGF), transforming growth factor-alpha (TGF-alpha) and platelet derived-endothelial cell growth factor (PD-ECGF) in middle ear cholesteatoma.
SUBJECTS AND METHOD:
Cholesteatoma tissues and retroauricular skins were obtained from 12 patients during operation. The mRNA expression was detected by semi-quantitative reverse transcription-polymerase chain reaction (RT-PCR), and the degree of expression was measured by comparing density ratio of beta-actin by NIH imaging analysis system. The protein expression was evaluated by immunohistochemistry, and the degrees of expression in epithelial, endothelial, inflammatory cells of cholesteatoma and retroauricular skin were judged by two pathologists and then converted on a 5-grade rating scale according to intensity of expression.
RESULTS:
The expression rate of mRNA in cholesteatoma and retroauricular skin was 67.7 and 33.3% in VEGF, 75.0 and 50.0% in bFGF, 53.8 and 8.3% in TGF-alpha, 67.7 and 75% in PD-ECGF. There was statistically significant difference only in TGF-alpha (p<0.05). The degrees of VEGF, bFGF, and TGF-alpha mRNA expression were about 2.6, 2.1 and 5.2 times significantly higher than retroauricular skin (p<0.05). And the degree of mRNA of PD-ECGF expression was about 1.4 times higher than retroauricular skin, although there was no statistical significance (p>0.05). The degrees of VEGF, bFGF and PD-ECGF protein expression in cholesteatoma tissue were more intense at the inflammatory (p<0.05), endothelial (p<0.05) and epithelial cell (p>0.05) than in retroauricular skin. And the degree of TGF-alpha protein expression in cholesteatoma tissue was more intense at all three cells (p<0.05) than in the retroauricular skin.
CONCLUSION:
These results suggest that angiogenesis processes in cholesteatoma perimatrix and the expression of angiogenic growth factors are upregulated by mRNA. Further studies for evaluating the factors that can affect the expression of mRNA and also for disclosing the roles and control mechanisms of these factors in cholesteatoma angiogenesis must be followed.
Keywords: Cholesteatoma middle earAngiogenesis factor

교신저자:백무진, 614-735 부산광역시 부산진구 개금동 633-165  인제대학교 의과대학 부산백병원 이비인후과학교실
              전화:(051) 890-6379 · 전송:(051) 892-3831 · E-mail:mjbaek@ijnc.inje.ac.kr

서     론


  
중이 진주종은 편평상피세포가 중이강내로 침입하여 과성장과 각질화 과정을 통해 종괴를 형성하고 주위 조직을 파괴하는 질환이다. 진주종 조직의 과도한 성장은 진주종 기질(matrix)과 점막하 결체조직의 염증세포에서 분비되는 사이토카인(cytokines)과 성장인자(growth factors)에 의해 유도된다.1)2)
   비록 유전적 불안정성(genetic instability)이 동반되는 악성 종양의 성장 기전과는 차이가 있지만 진주종의 성장에도 혈관 공급의 증가, 즉 신생혈관형성(angiogenesis)이 필요하다.3) 이는 protease에 의한 국소 소정맥 주위의 세포외기질의 분해, 혈관내피세포의 증식과 이주 등으로 이루어지는 일련의 과정을 통해 이루어지며, 저산소증과 같은 외부자극에 의해 발현되는 혈관형성인자(angiogenic factor)는 혈관내피세포에 직·간접적으로 영향을 미친다.4)5)
   현재까지 vascular endothelial growth factor(VEGF), fibroblast growth factor(FGF), transforming growth factor-α,β(TGF-α,β), platelet derived endothelial cell growth factor(PD-ECGF), angiogenin, tumor necrosis factor-α(TNF-α), granulocyte-colony stimulating factor(G-CSF), placental growth factor, interleukin-8(IL-8), hepatocyte growth factor, proliferin 등6) 많은 혈관형성인자가 알려져 있다. 이 중 특히 VEGF, FGF, PD-ECGF와 TGF-α가 혈관내피세포의 이주와 증식을 직접적으로 자극하는 인자이고 혈관형성과정에서 중요한 비중을 차지한다.7) VEGF와 PD-ECGF는 주로 저산소증에 의해 합성이 유도되며, VEGF와 bFGF는 종양의 혈관형성에 가장 중요한 인자로 알려져 있다.8)
   1996년 Bujia 등9)과 2000년 Sudhoff 등10)이 중이 진주종에서 혈관형성인자 단백질의 발현과 염증과의 관계를 보고하였으나 단백질의 발현을 조절하는 mRNA 수준에서의 연구는 이루어지지 않아 단백질 상위 수준에서의 발현은 알 수 없었다. 따라서 동일 조직내 단백질과 mRNA의 발현 정도를 정량적으로 비교할 수 있는 연구가 필요하게 되었다.
   이에 저자는 진주종 조직에서 혈관내피세포의 증식과 이동을 직접적으로 자극하는 것으로 알려진 VEGF, bFGF, TGF-α, PD-ECGF의 mRNA와 단백질의 발현 정도와 조직내 분포를 역전사중합효소반응과 면역조직화학검사를 통해 알아보고자 본 연구를 시행하였다.

대상 및 방법

대  상
   2000년 2월부터 2002년 2월까지 중이 진주종으로 수술을 받은 12명의 환자를 대상으로 하였으며, 성별 분포는 남 여 각각 8명, 4명이었고, 연령 분포는 20세에서 55세이었다.

연구방법

조직의 채취
  
중이 진주종 수술시 진주종 조직과 후이개 피부를 채취하여 일부는 즉시 eppendorf tube에 분리하여 액화질소용기에 담아 -70℃로 냉동 보관하였으며, 일부는 면역조직화학적 검사를 위해 포르말린에 고정한 후 파라핀 블록을 만들었다. 

역전사중합효소연쇄반응(reverse transcription-polymerase chain reaction, RT-PCR)

Total RNA 추출
   Total RNeasy kit(Qiagen, Hilden, Germany)를 이용하여 각 조직의 total RNA를 추출하였다. 1% mercaptoethanol이 첨가된 lysis buffer 1 mL을 조직에 첨가한 후 조직파쇄기(Biospec, Oklahoma, USA)로 조직을 완전히 파쇄하였다. 파쇄된 조직액을 QIAshredder 칼럼(Qiagen)에 옮긴 후 10,000 g에서 2분간 원심 분리시켜 상층액을 회수한 다음 70% 에탄올을 동일 부피로 첨가하여 RNeasy 칼럼에 loading하고 resin에 RNA를 결합시켰다. Wash buffer로 3회 세척한 후 3차 증류수로 RNA를 용출하였다. 실험에 사용하기 전까지 3 M sodium acetate와 100% 에탄올을 첨가하여 -70℃에 보관하였다. RNA의 추출정도를 확인하기 위하여 0.8% agarose gel에 전기영동하여 4.7 kb와 1.8 kb의 ribosomal RNA band를 확인하였다.

Oligonucleotide primer의 합성
  
각각의 혈관형성 인자에 특이적인 primer 염기서열 및 primer 쌍을 사용하여 나타나는 RT-PCR product의 크기는 Table 1에 표시하였다(Table 1). Genomic DNA와 cDNA간의 증폭을 구분하기 위해 적어도 하나 이상의 intron이 포함되는 exon 부위를 primer로 설정하였다. 설정된 primer의 합성은 바이오니아사(Bioneer, Seoul, Korea)에 의뢰하여 합성하였다.

First strand cDNA의 합성
   2 μg의 total RNA에 oligo(dT) 2 μg을 넣고 70℃에서 10분간 전 처리한 후 1 mM dNTP(Takara Bio INC, Shiga, Japan), 200 unit Moloney murine leukemia virus(MMLV) 역전사효소(Promega, CA, USA)와 1x 완충액(50 mM Tris-HCl, pH 8.3, 75 mM KCl, 3 mM MgCl2, 10 mM DTT)을 최종 25 μl가 되게 넣고 42℃에서 1시간 반응시켰다. 반응 후 역전사효소의 활성을 제거하기 위해 95℃에서 5분간 열변성 시켰다.

중합효소 연쇄반응
  
중합효소 연쇄반응은 Premix PCR kit(Bioneer)를 이용하였다. DNA polymerase 2.5 unit, 1 mM dNTP가 있는 반응액에 합성된 cDNA 2 μl와 primer 쌍 20 pmol을 첨가하여 최종 반응액의 부피가 20 μl가 되게 조절하여 반응시켰다. 반응은 Perkin Elmer 2400 PCR(Perkin-Elmer, CT, USA)을 사용하였으며, 반응조건은 Table 1의 각 혈관형성인자의 annealing Tm 값에 따라 실시하였다(Table 1). Denaturation은 96℃에서 30초 동안, elongation은 70℃에서 1분간 실시하였고, cycle은 35회로 하였다. 반응이 끝난 후 4℃에 보관하면서 표적서열(target sequence)의 증폭 여부를 1.2% agarose 젤 전기영동으로 확인하였다.

면역조직화학적 검사
  
수술로 얻은 진주종 조직과 후이개 피부 조직은 10% 중성 포르말린에 24시간 고정한 후 파라핀 블록을 제조하였다. 두 조직은 파라핀 블록에서 4 μm 두께의 절편으로 박절하여 silane(Sigma, SL, USA)이 처리된 유리 슬라이드에 부착시켰으며 60℃에서 1시간, 100% xylene에서 10분간 2회 탈 파라핀 과정을 거친 후 슬라이드는 90%, 85%, 80%, 70%, 60%, 50% 계열 알코올로 함수과정을 거친 후 증류수로 세척하였다. 내인성 peroxidase를 억제하기 위하여 메탄올과 30% 과산화수소수가 9:1의 비율로 섞인 용액에 10분간 처리하여 tris buffered saline(TBS, pH 7.4)으로 3회 수세하였다. 슬라이드는 항원성 회복을 위하여 1% zinc sulfate(Sigma)가 포함된 10 mM citrate buffer(pH 6.0)에 넣고 microwave 오븐을 이용하여 5분간 3번 가열하였으며 슬라이드는 항체에 대한 비특이적 반응을 억제하기 위하여 0.5% 염소 혈청 혹은 0.5% 토끼 혈청(Dako, CA, USA)을 함유한 TBS용액에 30 분간 실온에서 처리하였다. 슬라이드로부터 혈청을 제거한 후 일차 항체를 첨가하여 4℃에서 24시간 반응시켰다. 본 연구에 사용한 일차 항체의 종류와 희석농도는 Table 2와 같다(Table 2).
   일차 항체의 처리가 끝난 슬라이드는 1% Tween 20(Bio-Rad, CA, USA)이 포함된 TBS로 10분간 3차례 수세하였으며 일차 항체가 bFGF와 PD-ECGF로 처리된 슬라이드는 이차 항체로 biotinylated goat anti-rabbit IgG(Dako, CA, USA)를 사용하였으나, 그 외 본 실험에서 사용한 나머지 일차 항체로 처리된 슬라이드는 이차 항체로 biotinylated goat anti-mouse IgG(Dako)을 이용하여 실온에서 30분간 반응시켰다. TBS로 3차례 수세한 후 슬라이드는 horseradish peroxidase(HRP)-conjugated streptavidin(Dako)과 실온에서 30분간 결합시킨 후 TBS로 3차례 수세하였다. 발색은 0.05% 3, 3'-diaminobenzidine tetrahydrochloride(DAB, Sigma)/0.01% H2O2가 함유된 TBS로 실온에서 10분간 반응시켰으며 음성 대조는 일차 항체 대신 TBS를 사용하여 위와 동일한 과정에 의해 염색하였다. 대조 염색은 Mayer’s hematoxylin을 이용하였다.

결과의 판독

역전사중합효소연쇄반응
  
증폭된 PCR band를 NIH image analysis(Scion, Maryland, USA)를 사용하여 밀도를 구하고, 동일조직에서의 β-actin band와 밀도비(density ratio)로 mRNA의 발현정도를 비교분석하였다.

면역조직화학적 검사
  
염색 결과의 분석은 두 명의 병리의사가 독립적으로 광학현미경으로 관찰하여 판정하였다. 상피세포, 염증세포, 혈관내피세포로 각각 분류하여 판독하였고, 각 세포에서 발현되는 정도는 전혀 발현되지 않는 경우를 0점, 전체 세포 중 5% 미만으로 발현되는 경우를 1점, 5
~30% 발현되는 경우를 2점, 30~50% 발현되는 경우를 3점, 50% 이상 발현되는 경우를 4점으로 분류하였다.

통계학적 처리
  
통계학적 검증은 SAS(release 6.12) 프로그램을 이용하여 Wilcoxon rank sum test, Kruskal-Willis test, Fisher's extraction test, χ2-test를 실시하였으며 통계학적인 유의성은 p값이 0.05 이하인 경우로 하였다.

결     과

   진주종 조직과 후이개 피부조직 12예에서 544 bp의 β-actin band를 확인하여 실험의 정확성 및 객관성을 증명하였다(Fig. 1).

mRNA 발현율(Expression rate of mRNA)
   전체 12예 중 VEGF mRNA의 발현은 진주종 조직에서 8예(67.7%)로 후이개 피부조직 4예(33.3%)보다 높았다(p>0.05). bFGF mRNA는 진주종 조직에서 9예(75.0%), 후이개 피부조직에서 6예(50.0%)로 진주종 조직에서 발현율이 높았다(p>0.05). TGF-α mRNA는 진주종 조직에서 7예(58.3%), 후이개 피부조직에서 1예(8.3%)로 진주종 조직에서 발현율이 높았으며 통계학적 유의한 차가 있었다(p<0.05). PD-ECGF mRNA는 진주종 조직에서 8예(67.7%), 후이개 피부에서 9예(75.0%)로 피부조직에서 발현율이 높았다(p>0.05)(Table 3).

mRNA 발현 정도(Degree of mRNA expression)
   β-actin band에 대한 밀도비로 측정한 각 혈관형성인자 mRNA의 발현 정도는 VEGF의 경우 진주종 조직에서 1.14±0.89, 후이개 피부조직에서 0.44±0.71로 진주종 조직에서 2.6배 정도 높게 발현되었다(p<0.05)(Table 4). bFGF는 진주종 조직에서 1.56±0.97, 후이개 피부조직에서 0.75±0.82로 진주종 조직에서 2.1배 정도 높게 발현되었다(p<0.05)(Table 4). TGF-α는 진주종 조직에서 1.09±1.01, 후이개 피부조직에서 0.21±0.73로 진주종 조직에서 5.2배 정도 높게 발현되었다(p<0.05)(Table 4). PD-ECGF는 진주종 조직에서 1.30±0.30, 후이개 피부조직에서 0.95±0.59로 진주종 조직에서 1.4배 정도 높게 발현 되었으나, 통계학적인 의의는 없었다(p>0.05)(Table 4).

단백질의 발현 분포와 발현 정도(Distribution and degree of protein expression)
   면역조직화학검사상 각 혈관형성인자 단백질은 진주종 조직에서 상피세포, 염증세포 및 혈관내피세포의 세포질에서 대부분 발현되었다(Figs. 2, 3, 4 and 5). 또한 mRNA가 발현되지 않은 조직에서는 단백질도 발현되지 않았다. 단백질의 발현 정도는 진주종 조직에서 후이개 피부조직보다 높았으나, 단백질 발현 정도를 점수로 환산한 비교에서 VEGF는 염증세포와 혈관내피세포에서 유의한 차가 있었고(p<0.05), 상피세포와 비교해서 차이는 없었다(p>0.05)(Fig. 6). bFGF는 염증세포와 혈관내피세포에서 유의한 차가 있었으나(p<0.05), 상피세포에서는 통계학적 유의성이 없었으며(p>0.05)(Fig. 7), TGF-α는 상피세포, 염증세포 및 혈관내피세포 모두에서 통계학적 유의성이 있었다(p<0.05)(Fig. 8). PD-ECGF는 염증세포와 혈관내피세포에서 유의한 차가 있었으나(p<0.05), 상피세포에서는 통계학적 유의성이 없었다(p>0.05)(Fig. 9).

고     찰

   과각질화(hyperkeratinization)는 진주종에서 관찰되는 특징적인 소견이며 진주종 형성에 필수적인 과정이다. 또한 중이강내에서 성장하면서 주위 점막이나 인접 구조물을 손상시키는데, 중이 구조물에 대한 육안적인 파괴가 일어나기 이전부터 서서히 성장한다. 그러나 진주종의 성장은 악성종양에서 관찰되는 유전자의 불안정성으로 인한 통제되지 않는 과성장과는 달리 창상 치유 과정과 유사한 과정을 따르는 것으로 알려져 있고, 급속히 성장하는 병적 혹은 정상 조직처럼 중이 진주종의 성장에도 많은 혈관공급 즉 신생혈관형성이 필요하다.3) 
   진주종에서 혈관형성에 관한 연구는 1996년 Bujia 등9)이 혈관형성인자 VEGF와 TGF-α의 발현을 진주종 조직과 후이개 피부조직에서 관찰하고, 진주종 조직에서 혈관형성이 활발하고 특히 진주종 간질(stroma)의 염증 세포 침윤이 많은 부위에서 혈관이 많이 형성된다고 하였다. Sudhoff 등10)은 bFGF, TGF-α, TGF-β1, VEGF 등 혈관형성인자들의 발현을 진주종 조직, 중이 점막, 외이도 피부 조직에서 관찰하여 진주종 조직에서 중이 점막 보다 약 4.3배, 외이도 피부조직보다 약 2배 증가된 발현을 관찰하였으며, 진주종 조직내에 염증의 정도가 심할수록 혈관 형성 정도가 증가하는 결과를 토대로 혈관 형성과정에 염증과 면역반응이 중요함을 보고하였다. 그러나 이들의 연구에서는 혈관 형성인자들의 발현을 직접적으로 조절하고 있는 mRNA의 발현에 대한 검증은 이루어지지 않았다. 따라서 본 연구에서는 혈관 형성과정에서 가장 중요한 과정인 혈관내피 세포의 증식과 이주를 직접적으로 자극하는 bFGF, TGF-α, VEGF, PD-ECGF의 진주종 조직내에서의 분포와 발현 정도 및 mRNA 발현 정도를 분석하였다. 혈관 형성과정에 국소 염증반응이 중요한 역할을 하기 때문에 외이도 피부조직에 비해 염증의 영향을 배제할 수 있고, 수술시 채취가 용이한 후이개 피부 조직을 대조군으로 이용하였다.
   Vascular endothelial growth factor(VEGF)는 혈관내피세포에 특이적으로 작용하여 혈관투과성을 증가시키고 혈관형성에 중요한 역할을 하며 현재까지 밝혀진 혈관투과성 증가 요소 중 가장 강력하다.11) 이러한 미세혈관 투과성 증가로 유출된 혈장 단백은 새로운 혈관형성을 위한 기질로서 작용한다.12) VEGF는 34-42kD의 유사분열 물질로서 인체에서는 현재까지 VEGF206, VEGF189, VEGF165, VEGF121 등 4가지 이상의 교대성 접합절단 유사체가 존재하며 이로 인해 VEGF mRNA의 RT-PCR에서 product size는 다양하게 나타난다. 이중 VEGF206과 VEGF189은 주로 세포와 결합되어 있고, VEGF121와 VEGF165는 세포에서 분비되어 혈관내피세포에 존재하는 kinase insert domain-containing receptor와 film-like tyrosin kinase-1의 수용체와 결합하여 혈관투과성과 혈관형성에 직접적으로 관여한다.13)
  
본 연구의 진주종에서 VEGF121과 VEGF165 mRNA는 피부조직에 비해 약 2.6배 정도 높게 발현되었다. 조직내에서 단백질은 상피세포, 염증세포, 혈관내피세포의 세포질에서 주로 발현되었고 피부조직에 비해 발현 정도도 높았다. 특히 진주종 간질에서 염증세포와 혈관내피세포에서의 단백질의 발현이 피부조직과 유의한 차이를 보인 것은 혈관 형성이 주로 진주종 간질에서 일어나고 염증반응과 관련이 있다는 것을 보여주는 소견으로서, Bujia 등9)과 Sudhoff 등10)이 염증의 정도가 증가할수록 혈관형성이 증가한다는 연구 결과와 일치하였다. 상피세포에서의 단백질의 발현이 피부 조직과 큰 차이가 없는 것은 VEGF mRNA가 피부와 같은 정상 상태에도 높게 발현되기 때문으로 여겨진다.13) 그러나 VEGF 발현의 조절 기전은 아직 불명확하며 진주종 조직에서의 추가적 연구가 필요하다.
   Fibroblast growth factor(FGF)는 acid-FGF(aFGF)와 basic-FGF(bFGF)로 구분되며, aFGF는 뇌와 망막에 국한되어 존재하나 bFGF은 신체 어느 곳에나 존재한다. aFGF는 분포가 극히 제한되어 있어 본 연구에서 제외하였다. bFGF는 특히 태생 초기의 혈관형성과 창상치유에 크게 영향을 미치며 이는 섬유아세포, 대식세포, 내피세포 등에서 생성되는 것으로 알려져 있고, 정상 피부, 폐 등의 비만세포에 주로 분포하는데 이러한 bFGF는 강력한 혈관생성 유발인자일 뿐 아니라, 종양의 성장과 전이를 유발시키는 강력한 인자로 알려져 있다.14)
   본 연구에서 bFGF mRNA의 발현은 피부조직에 비해 약 2배 정도 높았다. 조직내 단백질의 분포는 주로 상피세포, 염증세포, 혈관내피세포의 세포질에서 발현되었고 상피세포에서의 발현 정도는 유의한 차가 없었다. bFGF mRNA가 피부조직 12예 중 6예, 즉 50%의 발현율이 관찰되는 것은 정상 피부조직에서 많이 존재함을 보여주며 특히 염증이 없는 정상 피부 조직에서는 주로 상피세포에 분포하여 진주종과의 비교에서 다른 세포들에 비해 차이가 없을 것으로 생각된다.
   Transforming growth factor(TGF)군에는 α·β가 존재하며 이중 TGF-α는 상피세포의 증식이나 편평세포의 이형성을 촉진시키고 혈관형성을 유발하며,15) TGF-β는 25-KD의 단백질로서 세포의 이동과 성장을 조절하고 세포 기질의 합성과 분해를 조절한다.16) TGF-α는 태반, 태생기 신장, 비인두실(nasopharyngeal pouch), 이소낭(otic vesicle) 등에서 일시적으로 생성되며, 대장, 피부, 유방, 간, 신장 등에 널리 분포되어 있고, 정상피부의 각화세포(keratinocyte)와 면역학적으로 활성화된 대식세포에서 생성되어 각화세포의 생성의 촉진, 분화와 증식, 상피세포의 성장과 분화, 혈관형성, 염증 및 염증에 의한 상처 치유와 재생기전에 관여한다. 또한 TGF-α는 건선과 고형성 종양(solid tumor) 등에서 과발현되는 것으로 보아 종양의 혈관화와 염증에 중요한 매개체임을 암시한다.17) TGF-β는 진주종의 상피세포에서 발현되고 진주종의 유병기간과도 밀접한 관련이 있으며, 진주종의 증식과 성장에 방어작용을 한다는 것이 보고 되었으나2)16) TGF-α에 대한 연구는 보고된 것이 적다.
   본 연구의 결과에서는 TGF-α mRNA가 후이개 피부에서보다 진주종 조직에서 약 5.2배 정도 높게 발현되었고 단백질의 발현 정도도 모든 세포에서 유의한 차이를 보여 TGF-α가 진주종 혈관형성과정에 중요한 역할을 할 것으로 생각된다.
  
Platelet-derived endothelial cell growth factor(PD-ECGF)는 heparin과 결합하지 않고 혈소판으로부터 분리되어 생체 외에서는 혈관내피세포의 화학주성(chemokinesis)을 유도하고 생체 내에서는 혈관형성에 관여한다.18) 또한 PD-ECGF는 생리학적 혈관형성이 아니라 병적인 혈관형성에 중요한 역할을 수행하는데 이는 tumor necrosis factor-α, interleukin-1 그리고 IFN-γ을 포함한 몇 가지 사이토카인에 의해 유도된다고 알려져 있으며,19) 혈관형성 부위에 축적되는 비만세포의 화학주성과 이주를 촉진시킨다. PD-ECGF 발현은 저산소증뿐만 아니라 산성 조건의 표지이며, 저산소증은 생체 내와 생체 외에서 PD-ECGF 단백질의 발현을 상향 조절한다.20) PD-ECGF는 인간 표피 섬유아세포, 인간 편평세포암 세포와 갑상선 미분화암 세포에 의해 합성되며 종양의 크기와 PD-ECGF 발현은 의미있게 관련되어 있다.19)
   진주종에서 PD-ECGF 발현에 대한 보고는 다른 혈관형성인자들에 비해 매우 드물다. 진주종조직과 피부조직에서의 mRNA 발현 정도가 진주종에서 1.4배 정도 높게 나타났으나 유의한 차가 없었다. 진주종 내에서의 단백질의 발현은 상피세포를 제외한 다른 세포에서 의미 있는 증가를 보였다. 진주종과 피부조직에서의 mRNA의 발현율과 발현정도는 비슷했지만 세포내 단백질의 발현은 증가되었다. 이것은 PD-ECGF 발현 과정 중 mRNA에서 단백질로 이행과정(translation)에서 정상적인 조건에서는 특정한 regulator가 존재하는데, 진주종 같이 활발하게 증식하는 조직이나 염증 상태에서는 regulator의 역할이 소실되어 단백질 생성이 증가되는 것으로 추정되나 추가적 연구가 필요할 것으로 생각된다. 또한 PD-ECGF의 발현에 저산조증이 중요한 자극요소이므로,20) 진주종 조직에서 mRNA 발현이 높지 않은 것은 진주종에서 혈관형성과정에 저산소증의 역할이 크지 않을 것으로 생각된다.
   진주종 조직에서 TGF-α, VEGF, bFGF, PD-ECGF mRNA의 발현정도를 피부조직과 정량적으로 비교한 연구가 부족하여 비교하기는 어렵지만 본 연구에서 중이 진주종내 mRNA의 발현정도가 피부조직에 비해, TGF-α는 5.2배로 가장 높았고, VEGF는 2.6배, bFGF는 2.1배, PD-ECGF는 1.4배 증가된 양상을 보였으나 PD-ECGF에서는 유의성이 관찰되지 않았다. 따라서 혈관형성인자들이 진주종 조직에서 mRNA 수준에서도 발현이 증가되어 있음을 알 수 있었다. 면역조직화학염색법을 통한 조직내에서 발현이 염증세포와 혈관내피세포 등에서 높은 것은 진주종 간질(perimatrix)에서 신생혈관형성이 주로 일어나고 있음을 시사하는 소견이라 생각된다.

결     론

   본 연구의 결과를 통해 진주종에서 혈관형성에 관여하는 혈관형성인자들의 조직내 분포가 진주종 간질세포인 염증세포와 혈관내피세포에 주로 분포하는 것은 혈관형성이 진주종 간질에서 이루어지며, 이들의 발현은 mRNA 수준에서 상향 조절되고 있음을 알 수 있었다. 추후 mRNA의 발현에 영향을 미치는 요인에 대한 연구와 함께 각 혈관형성인자 역할 및 상호 조절 기능에 관한 연구가 더욱 진행되어야 할 것으로 사료된다.


REFERENCES

  1. Schilling V, Negri B, Bujia J, Schulz P, Kastenbauer E. Possible role of interleukin 1-α, and interleukin 1-β in the pathogenesis of cholesteatoma of middle ear. Am J Otol 1993;13:350-5.

  2. Marenda SA, Aufdemorte TB. Localization of cytokines in cholesteatoma tissue. Otolaryngol Head Neck Surg 1995;113:359-68.

  3. Sudhoff H, Hildmann H, Michaels L. Cholesteatoma: Pathogenesis. In: Ars B, editor. Pathogeneisis in cholesteatoma. Hague: Kugler Publications;1999. p.79-104.

  4. Vlodavsky I, Fuks Z, Ishai-Michaeli R, Bashkin P, Levi E, Korner G, et al. Extracellular matrix-resident basic fibroblast growth factor: Implication for the control of angiogenesis. J Cell Biochem 1991;45:167-76.

  5. Ferrara N, Houck K, Jakeman L, Leung DW. Molecular and biological properties of the vascular endothelial growth factor family of proteins. Endocr Rev 1994;13:18-32.

  6. Folkman J. Tumor angiogenesis. 1st ed. Philadelphia: WB Saunders;1995.

  7. Klagsbrun M, D'Amore PA. Regulators of angiogenesis. Ann Rev Phyiol 1991;53:217-39.

  8. Wynter CV, Simms LA, Buttenshaw RL, Biden KG, Young J, Leggett BA, et al. Angiogenic factor VEGF is decreased in human colorectal neoplasms showing DNA microsatellite instability. J Pathol 1999;189:319-25.

  9. Bujia J, Holly A, Stammberg M, Sudhoff H. Angiogenesis in cholesteatma of the middle ear. Acta Otorrhinolaringol Esp 1996;47:187-92.

  10. Sudhoff D, Dazert S, Gonzales AM, Borkowski G, Park SY, Baird A, et al. Angiogenesis and angiogenic factors in middle ear Cholesteatoma. Am J Otol 2000;21:793-8.

  11. Connolly DT, Hwuvelman DM, Nelson R. Tumor vascular permeability factor stimulates endothelial cell growth and angiogenesis. J Clin Invest 1989;84:1470-8.

  12. Dvorak HF, Brown LF, Detmar M, Dvorak AM. Vascular permeability factor/vascular endothelial growth factor, microvascular hyperpermeability, and angiogenesis. Am J Pathol 1995;146:1029-39.

  13. Houck KA, Leung DW, Rowland AM, Winer J, Ferrara N. Dual regulation of vascular endothelial growth factor bioavailability by genetic and proteolytic mechanism. J Biol Chem 1992;267:26031-7.

  14. Rifkin D, Moscatelli D. Recent developments in the cell biology of basic fibroblast growth factor. J Cell Biol 1989;27:781-5.

  15. Schreiber AB, Winkler ME, Derynck R. Transforming growth factorα: A more potent angiogenic mediator than epidermal growth factor. Science 1986;232:1250-3.

  16. Park CW, Jang YH, Tae K, Kim SK, Lee KC. Experimental study on TGF-β1 gene expression in cholesteatoma. Korean J Otolaryngol 1997;40:69-75.

  17. Derynck R. Transforming growth factor alpha. Cell 1988;54:593-5.

  18. Haraguchi M, Miyadera K, Uemura K, Sumizawa T, Furukawa T, Yamada K, et al. Angiogenic activity of enzymes. Nature 1994;368:198.

  19. Relf M, LeJeune S, Scott PA, Fox S, Smith K, Leek R, et al. Expression of the angiogenic factors vascular endothelial cell growth factor, acidic and basic fibroblast growth factor, tumor growth factor β-1, platelet-derived endothelial cell growth factor, placenta growth factor, and pleiotrophin in human breast cancer and its relation to angiogenesis. Cancer Res 1997;57:963-9.

  20. Fujieda S, Sunaga H, Tsuzuki H, Tanaka N, Saito H. Expression of platelet-derived endothelial cell growth factor in oral and oropharyngeal carcinoma. Clin Cancer Res 1998;4:1583-90.

Editorial Office
Korean Society of Otorhinolaryngology-Head and Neck Surgery
103-307 67 Seobinggo-ro, Yongsan-gu, Seoul 04385, Korea
TEL: +82-2-3487-6602    FAX: +82-2-3487-6603   E-mail: kjorl@korl.or.kr
About |  Browse Articles |  Current Issue |  For Authors and Reviewers
Copyright © Korean Society of Otorhinolaryngology-Head and Neck Surgery.                 Developed in M2PI
Close layer
prev next