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경준 도
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1 대한소화기내시경학회지 2007;35: 대장선종및대장선암에서 TGF-β1, 제 2 형 TGF-β 수용체및 VEGF 단백의면역조직화학적발현 가톨릭대학교의과대학내과학교실, * 충남대학교의과대학병리학교실 강상범ㆍ이승우ㆍ김연수ㆍ남순우ㆍ이동수ㆍ김진만 * ㆍ한석원ㆍ최규용 Expression of TGF-β1, TGF-β Receptor Type II and VEGF in Colorectal Adenomas and Adenocarcinomas Sang Bum Kang, M.D., Seung Woo Lee, M.D., Yeon Soo Kim, M.D., Soon Woo Nam, M.D., Dong Soo Lee, M.D., Jin Man Kim, M.D.*, Sok Won Han, M.D. and Kyu Yong Choi, M.D. Department of Internal Medicine, The Catholic University of Korea College of Medicine, Seoul, *Department of Pathology, College of Medicine, Chungnam National University, Daejeon, Korea 목적 : 내시경또는외과수술로절제된대장선종과대장선암조직을대상으로면역조직화학염색을시행하여 TGF-β1, TGF-βRII 및 VEGF의발현정도를비교관찰함으로써 TGF-β1, TGF-βRII 및 VEGF이대장선암의발생과정및진행에관련이있는지를알아보고자하였다. 대상및방법 : 대장선종조직 20예와대장선암 40예를대상으로 tissue microarray를제작하여 TGF-β1, TGF-βRII 및 VEGF에대한면역조직화학염색을시행하였다. 결과 : 대장선종군에서 TGF-β1, TGF-βRII 및 VEGF의염색강도는고이형성군에서증가하였으며 TGFβRII의염색강도는고이형성군에서유의하게높았다 (p=0.021). 대장선암군에서 TGF-β1, TGFβRII 및 VEGF의발현및염색강도는선종군과비교하여유의하게높았으나 (p<0.001), 염색강도와나이, 성별, 종괴의크기, 병기및분화도사이에유의한연관성은없었다. 결론 : 대장선암에서 TGF-β1, TGFβRII 및 VEGF의염색강도의증가는이들단백이대장선암의형성과정및진행에중요한역할을한다는것을시사한다. TGF-β의세포성장억제기능의소실은대장암의발암과정중비교적초기에일어나는것으로생각한다. 색인단어 : 대장선종, 대장선암, TGF-β1, TGF-βRII, VEGF 서 대장선암은최근한국에서발병률이높아지고있으며사망률이높은질환중의하나이다. 대장선암의발생기전으로는선종-선암의연속적인진행 (adenoma-adenocarcinoma sequence) 1 이유력하며대장선암의분자 접수 :2007 년 4 월 3 일, 승인 :2007 년 10 월 26 일연락처 : 남순우, 대전광역시중구대흥동 우편번호 : , 가톨릭대학교대전성모병원내과 Tel: , Fax: drswnam@korea.com 론 생물학적발생기전으로는 WNT/Wingless pathway, TGFβ pathway, K-ras pathway, p53 pathway의 4가지신호전달체계 (signaling pathway) 가독립적으로또는복합적으로관여하는것으로알려져있다. 일반적으로 DNA가손상된세포들은사멸되거나손상된부위를복구하여항상성 (homeostasis) 을유지하고있다. 하지만어떤경우에서는손상된 DNA를가지고계속증식하여결국암으로진행하기도한다. 이와같이암발생은생리적세포자멸사 (apoptosis) 와조절되지않는세포증식의부조화로유발된다. TGF-β (transforming growth factor β) pathway는세포증식의강력한억제자인 TGF-β를매개로한신호전달 313

2 314 대한소화기내시경학회지 2007;35: 체계로서이신호전달체계에는여러 TGF-β 수용체들과전사인자 (transcriptional factor) 인여러가지 Smad 단백등이관여하고있다. 2-4 이과정이손상되면세포증식의억제의실패로인하여여러가지암이발생한다고알려져있다. 또한 TGF-β는후기암종에서는면역억제, 5-8 혈관생성, 9-12 세포외기질의조절, 13 세포간유착의변형 14 등을통하여암의전이에관여하는것으로알려져있다. 이중 VEGF (vascular endothelial growth factor) 는혈관생성 (angiogenesis) 과밀접히연관된인자이다. 15 그러나대장선암에서의 TGF-β, TGF receptor type II, VEGF의발현에대한연구결과는아직부족한상태이다. Tissue microarray는 1986년 Batifora가하나의슬라이드에백여개의조직을한꺼번에담는방법을처음소개한이래, 하나의슬라이드에여러환자의조직을함께넣어분석함으로써연구의효율성을크게높일수있기때문에최근연구에활발히이용되기시작하였다 이에본연구자들은내시경적또는외과적으로절제된대장선종및대장선암조직을대상으로 tissue microarray 방법을통하여 TGF-β1, TGF receptor type II (TGF-βRII), VEGF에대한면역조직학적검사를시행하여발현율및염색강도를관찰함으로서위의단백들이대장선종, 대장선암의발생과정및진행에관련이있는지를알아보고자하였다. 1. 대상 대상및방법 2005년 1월부터 2006년 5월까지가톨릭대학교대전성모병원에서대장내시경하용종절제술로절제된대장선종 20예, 외과적수술로절제된대장선암 40예를대상으로하였다. 검체의염색표본을재검하여보관상태가양호하고조직학적분화도가비교적명확한예를선택하였다. 2. 방법 1) 임상기록 : 연구대상환자들의임상기록을검토하여연령, 성별, 크기, 병기및원격전이여부등을조사하였다. 2) 선종과선암의조직학적분화도에따른구분 : 선종은상피세포이형성과선의구조적변화의정도에따라저이형성군과고이형성군으로구분하였으며선암군은종양세포의분화도에따라고분화선암, 중등도분화선암, 저분화선암으로구분하였다. 상기분류는 두명의병리전문의가판독하여일치된예를선정하여대상으로하였다. 3) Tissue microarray의제작 : 신선한조직을포르말린에고정한후파라핀포매된조직에서 3μm 두께의연속절편을각각 4장씩잘라서 3-amino-propyltriethoxysilane 으로처리한슬라이드에부착하였다. 그중 1장은 10% Mayer's hematoxyline 염색을하고나머지 3장은 TGF-β, TGF-β receptor type II, VEGF 항원에대한면역조직화학적염색을시행하였다. 대상증례의 hematoxyline 염색슬라이드에서조직학적소견을확인해서대표부위를표시하고파라핀블록에서그에상응하는부위를선정하였다. Tissue microarray 블록제작기구 (MICROM international) 를이용하여선정된부위를 2 mm 크기로펀치하였다. 미리준비된 recipient 블록에직경 2 mm, 깊이 2 mm의 microhole을뚫어각증례블록에서펀치한조직조각을총 60개의 microhole에심었다. 단면을고르게하기위해서제작된 tissue microarray 블록을 50 o C상태에서 30분간방치하였다. 4) 면역조직화학염색 : 완성된 tissue microarray를항원회복을위해 citrate 완충용액 (10 mm, ph 6.0) 에슬라이드를담근후전자오븐을이용하여 10분씩 2회총 20분간처리하였으며 phosphate-buffered saline (PBS) 로 3회세척한후 3% 과산화수소로 10분간처리하였다. 사용한일차항체는쥐의다클론항 TGF-β1 (Santa Cruz Biotechnology, Santa Cruz, USA, 희석배율, 1:25), 쥐의다클론항 TGF-β 2형수용체 (Santa Cruz Biotechnology, Santa Cruz, USA, 희석배율, 1:25), 쥐의단클론항 VEGF (Zymed, San Francisco, USA, 희석비율, 1:100) 을희석하여사용하며실온에서 100분간반응시켰다. PBS로 3회세척하고이차항체 (LASB kit, DAKO, Carpinteria, USA) 를실온에서 20분간부착시킨후 PBS 로 3회세척하고 streptavidin-hrp (DAKO, Carpinteria, USA) 로 10분간도포한후세척한다음 AEC (aminoethyl carbamazole, Zymed, San Francisco, USA) 로발색시켜 10% Mayer's hematoxyline으로대조염색한후광학현미경으로관찰하였다. 5) 염색결과의판독 : 염색결과의판정은정상상피조직을포함한내부대조군과비교하여시행하였으며염색이되지않은경우를음성으로, 염색된경우를양성으로판정하였다. 염색강도는 3등급으로나누어점막하에있는림프구의염색강도를기준으로발현이안된경우는 0점, 림프구보다약하게염색된정도를 1점, 림프구와비슷한정도를 2점, 림프구보다강하게염색된경우를 3점으로판정하였다.

강상범외 : 대장선종및대장선암에서 TGF-β1, 제 2 형 TGF-β 수용체및 VEGF 단백의면역조직화학적발현 315 6) 통계방법 : 대장선종과대장선암에서 TGF-β1, TGF-βRII, VEGF 단백발현의차이는 chi-square 검정을이용하였다.

선종군은남자 13명여자 6명, 평균나이 56세였으며저이형성군은 10예, 고이형성군은 9예였다. 선종의크기는 0.6 3.0 cm으로평균 1.2 cm이었다. 선암군은남자 15명여자 22명, 평균나이 69세였으며고분화, 중등도분화및저분화선암이각각 5예, 27예및 5예였으며종괴의크기는 1.0 13.0 cm으로평균 4.5 cm이었다.

9% (11/19) 에서발현되었으며 TGF-βRII는 78.9% (15/19), VEGF는 78.9% (15/19) 에서발현되었다. TGF-β1, TGF-βRII, VEGF의 Figure 1.

The upper two ranks of each slide are microarrays for adenomas and the others are for adenocarcinomas. Table 1.

3 강상범외 : 대장선종및대장선암에서 TGF-β1, 제 2 형 TGF-β 수용체및 VEGF 단백의면역조직화학적발현 315 6) 통계방법 : 대장선종과대장선암에서 TGF-β1, TGF-βRII, VEGF 단백발현의차이는 chi-square 검정을이용하였다. 대장선암에서 modified Dukes' stage에따른각병기간의비교는 one-way ANOVA test를사용하였다. 유의수준은 p값이 0.05 미만인경우로하였다. 결과 1. 일반적특징 Tissue microarray 제작과정에서조직탈락이선종군에서 1예, 선암군에서 3예가발생하여선종군 19예, 선암군 37예에서결과를얻을수있었다 (Fig. 1). 선종군은남자 13명여자 6명, 평균나이 56세였으며저이형성군은 10예, 고이형성군은 9예였다. 선종의크기는 cm으로평균 1.2 cm이었다. 선암군은남자 15명여자 22명, 평균나이 69세였으며고분화, 중등도분화및저분화선암이각각 5예, 27예및 5예였으며종괴의크기는 cm으로평균 4.5 cm이었다. 대장선암의임상적병기는 modified Dukes' stage에따랐으며 stage A 5예, stage B 9예, stage C 12예, stage D 11예였다. 원격전이는 9예가간전이였으며 2예가폐전이였다. 2. 대장선종에서 TGF-β1, TGF-βRII, VEGF의발현 (Table 1, 2) 대장선종군에서 TGF-β1 은 57.9% (11/19) 에서발현되었으며 TGF-βRII는 78.9% (15/19), VEGF는 78.9% (15/19) 에서발현되었다. TGF-β1, TGF-βRII, VEGF의 Figure 1. A set of tissue microarrays: H&E stain (A) and immunohistochemical stain for TGF-β 1 (B), TGF-βRII (C) and VEGF (D). The upper two ranks of each slide are microarrays for adenomas and the others are for adenocarcinomas. Table 1. Expression and Staining Intensity of TGF-β1, TGF-βRII and VEGF in Colorectal Adenoma and Adenocarcinoma TGF-β1 TGF-βRII VEGF % Intensity % Intensity % Intensity Adenoma (n=19) Low grade dysplasia (n=10) High grade dysplasia (n=9) Adenocarcinoma (n=37) 11 (57.9) 34 (91.8) 0.63± ± ± ± (78.9) 35 (94.6) 1.05± ± ±0.73* 2.22± (78.9) 34 (91.8) 1.05± ± ± ±0.89 *p=0.021 compared with low grade dysplasia. p<0.001 compared with adenoma. p<0.001 compared with adenoma. p<0.001 compared with adenoma.

4 316 대한소화기내시경학회지 2007;35: 염색강도는각각 0.63±0.60, 1.05±0.71, 1.05±0.71이었다. 저이형성군과고이형성군으로나누어염색강도를비교해본결과저이형성군에서의 TGF-β1, TGF-βRII, VEGF 의염색강도는각각 0.40±0.52, 0.70±0.48, 0.80± 0.79이었으며고이형성군에서의 TGF-β1, TGF-βRII, VEGF의염색강도는각각 0.89±0.61, 1.44±0.73, 1.33± 0.50이었다. 세단백의염색강도가고이형성군에서증가하는경향을보였으며특히 TGF-βRII의염색강도는통계학적으로고이형성군에서유의하게높았다 (p=0.021). 저이형성군과고이형성군을연령별, 성별, 선종의크기로비교분석하였을때나이와성별은통계학적으로유의한 Table 2. Basal Characteristics of Adenomas with Low Grade Dysplasia and High Grade Dysplasia Age Sex Male Female Tumor size (cm) Low grade dysplasia (n=10) 55.80± ±0.24 *p=0.002 compared with low grade dysplasia. High grade dysplasia (n=9) 56.00± ±0.60* 차이는없었으나선종의크기는저이형성군에서 1.03± 0.24 cm이었고고이형성군에서 1.89±0.60 cm으로고이형성군의선종이통계학적으로유의하게크게나타났다 (p=0.002). 3. 대장선암에서 TGF-β1, TGF-βRII, VEGF 의발현 (Table 1, 3, Fig. 2) 대장선암군에서 TGF-β1 은 91.8% (34/37) 에서발현되었으며 TGF-βRII는 94.6% (35/37) VEGF는 91.8% (34/37) 에서발현되었다. TGF-β1, TGF-βRII, VEGF의염색강도는각각 1.68±0.85, 2.22±0.82, 2.38±0.89이었다. 선종군과비교하였을때세단백의염색강도는 TGF-β 1 (p<0.001), TGF-βRII (p<0.001), VEGF (p<0.001) 모두에서통계학적으로유의하게선암군에서높게나타났다. 60세이하군과 60세초과군에서세단백의염색강도는 TGF-β1은 1.60±1.08 및 1.70±0.78, TGF-βRII 는 2.10±0.99 및 2.26±0.76, 그리고 VEGF는 2.50±0.97 및 2.33±0.88이었다. 또남자와여자에서 TGF-β1 은 1.60±0.91 및 1.73±0.83, TGF-βRII는 2.27±0.59 및 2.18 ±0.96, 그리고 VEGF는 2.47±0.83 및 2.32±0.95으로, 나이나성별에따른염색강도의차이는통계학적유의성을보이지않았다. 종괴는 5 cm 미만군이 22예이고 5 cm 이상군이 15예였다. 이들두군의염색강도는 Table 3. The Staining Intensity of TGF-β1, TGF-βRII and VEGF according to the Clinicopathologic Parameters in Colorectal Adenocarcinoma Parameters n TGF-β1 TGF-βRII VEGF Intensity p value Intensity p value Intensity p value Age 60 >60 Sex Male Female Tumor size <5 cm 5 cm Stage A+B C+D Differentiation Well Moderate Poor ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ±1.64, not significant.

강상범외 : 대장선종및대장선암에서 TGF-β1, 제 2 형 TGF-β 수용체및 VEGF 단백의면역조직화학적발현 317 Figure 2.

TGF-β1 은 1.50±0.86 및 1.93±0.80, TGF-βRII는 2.14± 0.83 및 2.33±0.82 그리고 VEGF는 2.27±0.94 및 2.53± 0.83이었다. 세단백모두크기가 5 cm 이상의종괴에서염색강도가높았으나통계학적유의성은없었다.

세단백모두 C와 D병기에서염색강도가미미하게높았으나통계학적유의성은없었다. 선암군을분화도에따라고분화, 중등도분화, 저분화선암으로나누어세단백의염색강도를비교했을때에도통계적으로유의한차이를보이지않았다.

5 강상범외 : 대장선종및대장선암에서 TGF-β1, 제 2 형 TGF-β 수용체및 VEGF 단백의면역조직화학적발현 317 Figure 2. Immunohistochemical stain for TGF-β1 (A), TGF-βRII (B) and VEGF (C) on tissue microarrays in colorectal adenocarcinoma ( 50). Tumor cells show positive staining for TGF-β1, TGF-βRII and VEGF. TGF-β1 은 1.50±0.86 및 1.93±0.80, TGF-βRII는 2.14± 0.83 및 2.33±0.82 그리고 VEGF는 2.27±0.94 및 2.53± 0.83이었다. 세단백모두크기가 5 cm 이상의종괴에서염색강도가높았으나통계학적유의성은없었다. Modified Dukes' stage에따라 A와 B병기및 C와 D병기는각각 14예, 23예였으며이들두군의염색강도는 TGF-β1 은 1.50±0.86 및 1.78±0.85, TGF-βRII는 2.21± 0.80 및 2.22±0.85, 그리고 VEGF는 2.29±0.91 및 2.43± 0.90이었다. 세단백모두 C와 D병기에서염색강도가미미하게높았으나통계학적유의성은없었다. 선암군을분화도에따라고분화, 중등도분화, 저분화선암으로나누어세단백의염색강도를비교했을때에도통계적으로유의한차이를보이지않았다. 고찰 TGF-β는폴리펩티드이량체 (dimeric polypeptide) 로구성된성장인자이며상피조직, 내피조직, 조혈조직, 신경조직및결합조직등신체의모든세포에서생산되며각각의조직에수용체와함께분포한다. TGF-β 는세종류의 isoform이존재하는데모두유사한생물학적작용을가지고있으나 19,20 이들 TGF-β를 coding하는 mrna의분포는달라서 TGF-β1 의 mrna는내피조직, 조혈조직, 결합조직에분포하며 TGF-β2 는상피조직, 신경조직에, TGF-β3 는간질조직에주로분포하고있다. TGF-β의기능은다양하여세포의성장과분화의조절, 배아기의발달, 혈관형성, 상처의회복뿐아니라면역억제기능및세포외기질의생산에도관여 하고있다. TGF-β 수용체는세종류가존재하는데 TGF-βRIII (3형 TGF-β 수용체 ) 는 TGF-β를 1형및 2형수용체에전달하는기능을한다. TGF-βRI (1형 TGF-β 수용체 ) 과 TGF-βRII (2형 TGF-β 수용체 ) 는사량체 (tetramer) 를이루어 TGF-β와결합하여수용체의세포내부분에존재하는 serine-threonine protein kinase를통하여전사인자 (transcriptional factors) 를인산화시켜세포내로신호를전달하게된다. TGF-β는세포주기 (cell cycle) 중에서 G1기 (phase) 의정지 (arrest) 를일으켜세포성장을억제하고분화를촉진하며생리적세포자멸사를초래한다. 21,22 어떤원인이든지 TGF-β 신호전달체계에이상이발생하여세포가종양세포로형질변환되면 TGF-β의성장억제작용이소실된다. 이러한 TGF-β 저항성암세포들은지속적으로증식하게되며주위간질조직에서의 TGF-β의생성을증가시킨다. 증가된 TGF-β는주위간질세포, 면역세포에게면역억제, 혈관형성및세포외기질변화를일으켜종양의침윤및전이를용이하게하여후기암종의진행을초래한다. 다양한악성종양에서 TGF-β pathway의돌연변이가존재함이밝혀졌으며대장의악성종양의 83% 에서 TGF-β 신호전달체계의한단계이상에서돌연변이가발생했다고보고되었다. 23,24 대장선암에서 TGF-βRII의돌연변이는 30% 에서, Smad4의돌연변이는 30% 에서, 그리고 Smad2 의돌연변이는 11% 에서나타났다고보고되었다. 2 TGF-β의강력한성장억제기능에근거하여발암과정에서 TGF-β1 의발현이감소할것으로생각되었으나

6 318 대한소화기내시경학회지 2007;35: 많은연구에따르면여러다양한악성종양에서 TGFβ1 의발현이더욱증가되는것이보고되었다. Bristow 등 25 은난소의종양세포에서 TGF-β1 의발현은증가되었으나 TGF-βRI, TGF-βRII은발현되지않았다고보고하였다. 대장선암을대상으로한연구들도최근활발하게이루어지고있어 Matsushita 등 26 은대장선종군에서는 TGF-β1 의중등도의발현을보였으며선암군에서는모든예에서강한발현을보였으며 TGF-β 수용체의 mrna는선암 22예중 8예에서만약하게발현되었다고보고하여 TGF-β수용체감소가종양세포들이 TGF-β의성장억제효과에대한저항성을보이는중요한기전으로설명하고있다. 그러나 Eskinazi 등 27 은 33 예의대장선암을대상으로 TGF-βRI, TGF-βRII에대한면역염색을시행한연구에서두수용체모두선암군에서과발현되었다고보고하였다. 또한 Xiong 등 28 은대장선암 98예를대상으로한연구에서 TGF-β1 은 37.8% 의발현율을보였으며 TGF-β1 의발현과침윤깊이, 병기, 림프절전이와유의하게관련이있었음을보고하였다. 국내에서는 Kim 등 29 이 20예의대장선종과 30예의대장선암을대상으로 TGF-β1, TGF-βRI, TGFβRII에대한면역염색을시행한연구를발표하였다. 이연구에서대장선종군에서 TGF-β1 의염색강도가고이형성군에서유의하게증가하며대장선암군에서 TGF-β1, TGF-βRI, TGF-βRII의발현은거의모든예에서발현되었으며선종군과비교하였을때선암군에서염색강도가증가하였으나 TGF-β1, TGF-βRI, TGFβRII의염색강도와나이및성별, 종괴의크기, 조직학적분화도, 침윤깊이, 병기사이에통계학적유의성은없었다고보고하였다. 본연구에서는대장선종군에서의 TGF-β1, TGF-β RII의발현율은각각 57.9% (11/19), 78.9% (15/19) 이었으며염색강도는 TGF-β1, TGF-βRII 모두고이형성군에서높았다. TGF-βRII의염색강도는유의하게고이형성군에서높아 Kim 등의연구와유사한결과를보였다. 이와같이 TGF-βRII의염색강도가저이형성군보다고이형성군에서높은것은 TGF-β1 의세포증식억제기능의소실이대장암발생의비교적초기단계인선종발생, 특히저이형성에서고이형성군으로진행하는단계에발생함을시사한다. 대장선암군에서 TGF-β1, TGF-βRI, TGF-βRII의발현에대한연구결과는연구자에따라상이한결과를보여왔다. 본연구에서는대장선암군에서의 TGF-β1, TGF-βRII의발현율은각각 91.8% (34/37), 94.6% (35/37) 이었다. 두단백의염색강도를선종군과비교하였을때 TGF-β1 (p<0.001), TGF-βRII (p<0.001) 모두에서통계학적으로유의하게선암군에서증가하였다. 선암군에서두단백의염색강도와나이및성별, 종괴의크기, 조직학적분화도, 병기사이에통계학적유의성은관찰되지않아역시 Kim 등의연구와유사한결과를보였다. 또한본연구에서선종군보다선암군에서 TGF-β1, TGF-βRII의염색강도가유의하게증가된것은이미발생된종양에서 TGF-β1 의면역억제, 혈관형성및세포외기질변화등에인한후기암종으로의진행에관여하는것을시사한다. 이렇듯이대장선암에대한 TGF-β1 과그수용체들에대한연구에서상이한연구결과가보고되는원인에대한가설로는각각의연구마다사용된항체가서로다르다는것과각각의조직슬라이드를만들고면역조직화학염색을시행하는과정의불완전한규격화등이있다. 저자들은면역조직화학염색의과정도중에생기는오차를최소화하기위하여 tissue microarray를제작하여면역조직화학염색을시행하였다. Tissue microarray는많은수의증례를대상으로하는연구에주로활용되고있다. 30 기존의면역염색과정을규격화하여염색과정도중에발생하는오차들을제거하며판독시간이절약되는장점이있다. 제작과정에서의문제는박절이나염색과정중절편의탈락이다. 고밀도 tissue microarray는 0.6 mm 크기의조직을한블록에 1,000개까지담을수있으나조직이너무작아면역염색결과의분석이어렵고부정확한단점이있다.18 이러한문제점으로인하여 2 mm 크기의조직이용이권장되어본연구에서도이를이용하였다. Tissue microarray의판독불가능한펀치가 6 7% 정도라보고되었으며 31,32 본저자들의연구결과에서의판독불가율인 6.7% (4/60) 와일치하였다. 종양의신생혈관형성은대장선암을포함한다양한암종의진행에중요한역할을한다. VEGF는다양한단계의혈관생성과정에관여하는물질로대장암은물론다른암종에서의종양혈관형성을초래하여종양의전이및재발을일으킨다 혈관생성과정은혈관생성촉진물질 (proangiogenic molecules) 과항혈관생성물질 (antiangiogenic molecules) 사이의균형으로유지되고있다. 혈관생성촉진물질은저산소증, ph, cytokines, growth factor, 종양유전자, 종양억제유전자등의세포환경내의자극에의하여영향을받는다. 이중 TGF-β는직접적으로혈관생성을유도한다고알려져있으나어떤기전을통하여혈관생성을자극하는지에대하여는아직명확하지않다. Xiong 등 28 은대장선암종 98예를대상

7 강상범외 : 대장선종및대장선암에서 TGF-β1, 제 2 형 TGF-β 수용체및 VEGF 단백의면역조직화학적발현 319 으로한연구에서 VEGF는 36.7% 의발현율을보였으며 TGF-β1 발현양성군에서 VEGF의발현이유의하게높음을보고하였다. 본연구에서는대장선종군에서 VEGF의발현율은 78.9% (15/19) 이었으며저이형성군보다고이형성군에서염색강도가높은경향을보였다. 대장선암군에서의 VEGF의발현율은 91.8% (34/37) 이었으며염색강도를선종군과비교하였을때통계적으로유의하게높았다 (p<0.001). 결론적으로본연구결과를통하여 TGF-β1, TGF-β RII 및 VEGF가대장선종군보다선암군에서발현이증가하며염색강도가증가하는것으로보아이들의과발현이대장선암의발생에관여하며 TGF-β의세포증식억제기능의상실이비교적종양생성단계의초기에일어남을시사한다. 그러나종양세포들이 TGF-β에대한저항성을획득하는기전과 TGF-β가혈관생성에관여하는정확한기전에대하여밝히고대장선암에서의예후인자로이들단백의유용성을밝히기위해서는더많은연구가필요하다고생각한다. ABSTRACT Background/Aims: The aim of study was to investigate the expression of TGF-β, TGF-RII and VEGF determined by immunohistochemical analysis with a comparison of the clinicopathological parameters such as tumor size, grade of dysplasia, lymph node metastasis and Dukes' stage in colorectal adenomas and adenocarcinomas, by use of a tissue microarray method. Methods: The expression of TGF-β1, TGF-βRII, and VEGF was determined by immunohistochemistry in 20 adenomas and 40 adenocarcinomas. Tissue microarrays consisting of 2 mm cores from corresponding blocks were constructed and stained. Results: In adenomas, the staining intensity of TGF-β, TGF-βRII and VEGF was increased in a high-grade dysplasia group of patients as compared a with low-grade dysplasia group of patients, respectively. The staining intensity of TGF-βRII was significantly increased in a high-grade dysplasia group of patients than a low-grade dysplasia group of patients (p =0.021). For the adenocarcinomas, the expression and staining intensity of TGF-β1, TGF-βRII and VEGF were increased as compared with the adenomas (p<0.001). However, no significant correlation was observed between the staining intensity of TGF-β, TGF-βRII and VEGF and the clinicopathological parameters. Conclusions: The increased expression of TGF-β1, TGF-βRII and VEGF in colorectal adenocarcinoma suggests a role for these proteins in colorectal carcinogenesis. Loss of the growth-inhibitory effect of TGF-β may commence in the early stage of colorectal carcinogenesis. (Korean J Gastrointest Endosc 2007;35: ) Key Words: TGF-β1, TGF-β receptors, VEGF, Colorectal adenoma, Colorectal adenocarcinoma 참고문헌 1. Muto T, Bussey HJ, Morson BC. The evolution of cancer of the colon and rectum. Cancer 1975;36: Blobe GC, Schiemann WP, Lodish HF. Role of transforming growth factor beta in human disease. N Engl J Med 2000;342: Wrana JL, Attisano L, Wieser R, Ventura F, Massague J. Mechanism of activation of the TGF-β receptor. Nature 1994;370: Nakao A, Imamura T, Souchelnytskyi S, et al. TGF-β receptor-mediated signalling through Smad2, Smad3 and Smad4. EMBO J 1997;16: Letterio JJ, Roberts AB. Regulation of immune responses by TGF-β. Annu Rev Immunol 1998;16: Shull MM, Ormsby I, Kier AB, et al. Targeted disruption of the mouse transforming growth factor-β1 gene results in multifocal inflammatory disease. Nature 1992;359: Yang X, Letterio JJ, Lechleider RJ, et al. Targeted disruption of SMAD3 results in impaired mucosal immunity and diminished T cell responsiveness to TGF-β. EMBO J 1999;18: Norgaard P, Hougaard S, Poulsen HS, Spang-Thomsen M. Transforming growth factor β and cancer. Cancer Treat Rev 1995;21: Pepper MS. Transforming growth factor-β: vasculogenesis, angiogenesis, and vessel wall integrity. Cytokine Growth Factor Rev 1997;8: Dickson MC, Martin JS, Cousins FM, Kulkarni AB, Karlsson S, Akhurst RJ. Defective haematopoiesis and vasculogenesis in transforming growth factor-β1 knock out mice. Development 1995;121: Oshima M, Oshima H, Taketo MM. TGF-β receptor type II deficiency results in defects of yolk sac hematopoiesis and vasculogenesis. Dev Biol 1996;179: Burrows FJ, Derbyshire EJ, Tazzari PL, et al. Up-regulation of endoglin on vascular endothelial cells in human solid tumors: implications for diagnosis and therapy. Clin Cancer Res 1995;1: Massague J. The transforming growth factor-β family. Annu Rev Cell Biol 1990;6: Maehara Y, Kakeji Y, Kabashima A, et al. Role of

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