유세포 이중 분석에서 나타난 세포 주기 동안의 종양관련항원 MAGE-3와 변이형 p53단백의 상관성
Relationship between Expressions of Tumor-Associated Antigen MAGE-3 and p53 Proteins during Cell Cycle by Bivariate Analysis of Flow Cytometry
대한암학회지 1999년 31권 4호 p.784 ~ 792
소속 상세정보
장희경/Hee Kyung Chang
김덕준/이강대/노환중/G.Spagnoli/Deok Jun Kim/Kang Dae Lee/Hwan Jung Roh/G. Spagnoli
KMID : 0360319990310040784
Abstract
서론
종양 억제 유전자인 야생형 p53을 이용한 암의 유전자 치료에 대한 연구가 근래 시도되
고 있으며, 이는 부분적으로 야생형 p53의 세포주기 조절기능에 근거를 두고 있다. 또한
Nijman등에 의하면 몇 종류의 야생형 p53 펩타이드는 조직적합항원(histocompatability
antigen; HLA) A 0201 분자와 친화력이 있고, 이 조직 적합 항원과 결합에 의해 세포독성
T 림프구 (cytotoxic T lymphocyte; CTL)를 활성화시키는 것으로 보고되어 있다. 이와 같
이 세포독성 T 림프구를 이용한 암의 면역학적 치료로서 최근 각광 받고 있는 종양 관련항
원이 MAGE 유전자이다. MAGE 유전자는 악성 흑색종 세포주에서 유래한 것으로서, 고환
과 태반을 제외한 정상조직이나 양성 종양에서는 발현되지 않는 반면 악성 종양에서 발현되
는 것으로 알려져 있다. MAGE 유전자 산물을 발현하는 종양세포는 CTL에 의해 인식되는
데, 여기에는 제1급 조직적합 항원과의 결합을 필요로 한다 특히 한국인에서 흔히 표현되는
HLA-A2 또는 HLA-B44 등은 12종 이상의 MAGE 유전자 중 MAGE-3 유전자의 발현에
관계하고(5,6), 두경부의 편평상피암에서 MAGE-3 유전자의 발현이 보고되었다. 그러나
MAGE-3 유전자의 단백이 악성 세포에서만 발현되어 종양 관련 항원이라고 알려져 있으나,
악성 종양 발생에 관여하는 기전을 비롯하여 이에 대한 생물학적인 기능, 특히 세포주기와
관련된 연구는 전무한 실정이다.
악성 종양의 발생 기전은 조절되지 않는 세포분열로 설명할 수 있다. 즉, 세포주기와 관련
된 각종 유전자의 DNA복제 이상은 세포내 신호 전달 경로의 이상과 함께 종양 유전자의
활성화나 종양 억제 유전자의 변이를 유발하여 궁극적으로 정상세포의 악성 변환을 초래한
다. 세포 주기 중에서 발암 과정에서 가장 문제가 되고 있는 시기는 정상적으로 외부 신호
에 반응하여 세포분열로 들어갈 수도 있고 한편으로는 G0 기로 후퇴하면서
세포주기에서 벗어날 수도 있는 G1 기라고 알려져 있다. 이러한
G1 기 조절 인자 중 야생형 P53은 DNA가 손상된 세포를 G1
기에 멈추게 해서 손상된 DNA를 복구할 시간을 주는 G checkpoint 조절자
기능을 보인다. 정상 세포의 DNA가 손상을 받으면 야생형 p53은 p21
(WAF1/CIP1)의 생성을 유도라며, 이렇게 생성된 p21은 cyclin,
cyclin dependent kinases (CDKs), PCNA (proliferating cell nuclear antigen) 복합체와 결
합함으로써 세포 주기 진행에 중요한 기능을 담당하는 CDKs의 활성을 억제하여 세포주기
를 G1 기를 정지시키게 한다는 것이다. 그러나 악성 종양에서와 같이 야생형
p53 유전자에 변이가 일어난 경우에는 어떤 특정한 세포주기에 변이형 p53 (이하 Mtp53)
발현이 집중되는지에 대해서는 잘 알려져 있지 않을 뿐더러 유세포 분석의 동일한 방법으로
조사한 소수의 기존 연구에서조차 상반된 결과들이 보고되어 있다. 즉, Morkve등은 기관지
암에서 변이형 p53은 야생형 p53과는 달리 각 세포 주기에서 다양한 발현을 보였다고 하였
으나 Kurose등은 인체 편평상피암 A43l 세포주에서는 모든 주기에 걸쳐 변이형 p53이 비슷
한 높은 발현을 보고하였다. 특히 세포 주기에 따라 변이형 p53의 발현이 항상성을 보이는
경우는 그렇지 않은 경우보다 종양의 악성도가 높다고 보고하였다. 이에 저자는 하인두 편
평세포암종 세포주 PNUH-12를 대상으로 MAGE-3와 Mtp53 단백의 발현을 조사하고, 세포
주기와의 관련성에 주목하여 이 단백들의 발현의 상관성을 알아보고자 유세포 단독 및 이중
분석을 이행하였다. 아울러 면역조직화학적 염색으로 종양세포 내에서의 이들 단백의 발현
위치를 확인하고자 하였다.
Purpose : MAGE (melanoma antigen gene) is a tumor associated antigen, presented
by HLA class I molecules, which is recognized by cytotoxic T 1ymphocytes. The
expression of MAGE proteins are confined to malignant tumor tissues, except for the
normal testis and placental tissues. Therefore, MAGE may be a potential target for
immunotherapy of malignant tumors. However, biological aspects associated with the cell
cycle are not yet described.
Materials and Methods : The material used for this study was a novel human
squamous cell carcinoma cell line (PNUH-12) from the hypopharynx, which had one
point mutation of 78th base, C to G, in exon 7 of p53 gene. To understand the role of
MAGE in relation to cell cycle and its relationship with p53 as the G1 checkpoint
regulator, the expressions of MAGE-3 protein and mutant p53 (Mtp53) were accessed
by flow cytometry and immunohistochemistry. Double stains for MAGE-3/Mtp53 was
analyzed with bivariate flow cytometry, DNA histograms using MAGE-3/PI (DNA) and
Mtp53/PI (DNA) were also analyzed.
Results : The expression rate of MAGE-3 and Mtp53 were 83% and 85%,
respectively. MAGE-3 was expressed in cytoplasm, while Mtp53 were expressed in the
nuclei of the tumor cells on the immunohistochemical sections. With bivariate analyses,
coexpression rate of MAGE-3/Mtp53 was 0.96, and MAGE-3 and Mtp53 constantly
showed high levels throughout the cell cycle except G0.
Conclusions : These results mean that (1) MAGE-3 might have yet unknown
relationship with mutant p53, (2) expressions of MAGE-3 and Mtp53 are not dependent
on the cell cycle in PNUH-12 hypopharyngeal squamous carcinoma cell line, and
suggest that MAGE-3 might have a role as important as p53 during the development of
malignant tumors.
키워드
PNUH-12 cell line; Bivariate flow cytometry; MAGE-3 protein; Mutant p53; Cell cycle;
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