연구배경 및 목적
췌장선암은 우리나라에서 8 번째로 흔한 암으로 5 년 전체 생존율이 약 12.2%로 낮다. 정맥 침범이 예후 불량의 원인으로 알려져 있지만 이에 대한 정확한 매커니즘은 아직 제대로 알려져 있지 않다. 해당 매커니즘을 더 명확하게 이해하기 위해 Gene expression array 를 이용해서 췌장선암에서 정맥 침범과 관련한 바이오마커를 발굴하고, 단백질 발현을 검증한 후, 그 매커니즘을 이해하는 기능 연구를 진행하였다.
연구재료와 연구방법
췌장선암을 진단받고 수술을 진행한 8 개의 FFPE 조직을 수집하였다. 이후, gene expression array 를 시행하기 위해 다음 세 그룹에 따라 micro-dissection 을 시행하였다. 1) 간문맥/상간막정맥에 암세포 침입이 있는 그룹 (VI), 2) 간문맥/상간맥정맥이 없는 암세포 조직 (CA), 3) 정상 간문맥/상간막정맥 조직 (NV). 후보 유전자의 단백질 발현은 면역조직화학 염색 후 2D 이미지를 통해 220 케이스에서 검증하였고, 추가로 tissue clearing 과 multiple immunofluorescence labeling 을 이용하여 3D 이미지로도 검증하였다. 췌장선암 정맥침윤에서 잠재적 바이오마커의 역할을 확인하기 위해 인간 내피세포 (EA.hy926), 암관련 섬유아세포 (CAF), 그리고 췌장선암 세포주 (Panc 1) 을 이용하여 invasion assay 및 western blot 을 시행하였다.
연구결과
TIMP1, CXCR4, OLFML2B, CYP1B1 등 4 개의 유전자가 VI group 에서 CA, NV group 에 비해 특이적으로 높게 발현되었으며, VI set 의 TIMP1 (p=0.026)과 CXCR4 (p<0.001) 단백질 발현이 CA set 에 비해 유의하게 높았다. 또한 정맥침습 영역에서의 TIMP1 발현을 3D imaging 을 통해 확인하였다. TIMP1 발현이 강한 환자는 TIMP1 발현이 약한 환자에 비해 림프혈관침범의 빈도가 높았고 (p<0.001), 5 년 생존율은 더 낮았다(p=0.027). Invasion assay 에서 siRNA 를 이용해서 TIMP1 발현을 억제 시켰을 때, CAF 가 있는 조건에서 암세포 침윤능력이 감소되었다. 정맥침범을 모방한 공동배양조건에서 Panc1 cell 내 TIMP1 발현이 시간이 흐름에 따라 증가하였으며 PI3Kp110 및 phospho-맛도 함께 증가하는 것을 western blot 에서 확인하였다.
결론
이번 연구 결과, 췌장선암의 정맥침범에서 바이오마커로 선정한 TIMP1 이 PI3K/Akt 과 MAPK 경로를 통해 정맥침범 process 에 작용할 수 있음을 확인하였고, 이는 정맥침범이 있는 췌장선암 환자의 molecular target 개발을 위한 기본 정보를 제공할 수 있다.