Genetic Alteration of Tumor Suppressor Gene and Microsatellite in Nonsmall Cell Lung Cancer

비소세포폐암에서 종양억제유전자와 극소위성 변이에 관한 연구

Background : Lung carcinogenesis is a multistage process involving alterations in multiple genes and diverse pathway. Mutational activation of oncogenes and inactivation of tumor suppressor genes, and subsequent increased genetic instability are the major genetic events. The p53 gene and FHIT gene as tumor suppressor genes contribute to the pathogenesis of lung cancer, evidenced by mutation, microsatellite instability(MI) and loss of heterozygosity(LOH). Methods : We analysed genetic mutations of p53 and FHIT gene in 29 surgical specimens of nonsmall cell lung cancer using PCR-single strand conformation polymorphism, DNA sequencing and RT-PCR. MI and LOH were analyzed in loci of D3S1285, D9S171, and TP53. Results : In 2 cases, point mutation of p53 gene was observed on exon 5. MI of 3 times and LOH of 14 times were observed in at least one locus. In terms of the location of microsatellite, D3S1285 as a marker of FH1T was observed in 5 cases out of 26 specimens; D9S171 as a marker of p16 in 5 out of 17; and TP53 as a marker of p53 in 7 out of 27. In view of histologic type, squamous cell carcinoma presented higher frequency of microsatellite alteration, compared to others. Mutation of FHIT gene was observed in 11 cases and 6 cases of those were point mutation as a silent substitution on exon 8. FHIT mRNA expression exhibited deletion on exon 6 to 9 in 4 cases among 15 specimens, presenting beta-actin normally. Conclusion : Our results show comparable frequency of genetic alteration in nonsmall cell lung cancer to previous studies of Western countries. Microsatellite analysis might have a role as a tumor marker especially in squamous cell carcinoma. Understanding molecular abnormalities involved in the pathogenesis could potentially lead to prevention, earlier diagnosis and the development of novel investigational approaches to the treatment of lung cancer.

연구배경 : 폐암의 발생과정은 다양한 유전자 이상과 여러 가지경로 이상을 포함한 다단계 과정이다. 암유전자의 활성화나 종양억제유전자의 불활성화, 그리고 결과적인 유전적 불안정성의 증가는 폐암의 발암과정에서 일어나는 주요한 사건이며 임상적으로 폐암이 진단되기까지 10내지 20여 가지의 유전적 변화가 축적되는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서 저자들은 비소세포폐암에서 종양억제유전자인 p53과 FHIT의 돌연변이, FHIT 유전자의 전사체 이상 여부를 확인하고 종양억제유전자부근에 위치하는 극소위성의 유전적 변화를 관찰하였다. 대상 및 방법 : 비소세포폐암으로 진단된 후 외과적 적출술을 시행받은 환자 29명의 생검조직과 그에 대응하는 동일인의 정상조직을 대상으로 하였다. p53과 FHIT의 돌연변이 여부는 PCR-SSCP, DNA 염기분석으로 확인하였고 D3S1285, D9S171, TP53에서 극소위성 불안정성과 이형접합성 상실은 PCR로 확인하였다. FHIT 유전자의 전사체 이상 여부 확인을 위해서는 RT-PCR을 사용하였다. 결과 : 1) p53 유전자의 2예에서 관찰되었고 모두 exon 5에서 1개의 염기가 치환되는 점돌연변이였다. 2) 극소위성 불안정성은 D3S1285와 D9S171에서 각각 2예, 1예, 이형접합성 상실은 D3S1285, D9S171, TP53에서 각각 3예, 4예, 7예가 관찰되었다. 3) FHIT 유전자의 변이는 11예에서 관찰되었으며 이중 6예는 exon 8의 codon 98에서 염기서열이 CAT가 CAC로 바뀌는 잠재적 치환이었다. 4) FHIT 유전자의 전사체 이상은 $\beta$-actin이 제대로 발현되는 15예중 4예에서 관찰되었으며 exon 6-9의 결실로 확인되었다. 결론 : 이상으로 비소세포폐암 발생에 p53, FHIT 유전자의 변이, 극소위성 불안정성과 이형접합성 상실 등 다양한 분자유전학적 기전이 복합적으로 작용할 것으로 생각되며 이번 연구에서 조사된 유전적 이상의 빈도는 앞서 발표된 서양의 연구결과와 대체적으로 일치한다. 특히 극소위성의 분석은 편평세포암에서 종양표지자로서의 역할이 기대된다. 이런 발암과정에 대한 이해는 예방, 진단 및 치료적 접근을 발전시키는데 도움을 줄 수 있을 것이고 향후 이들에 관한 가능적 연구들이 수행되어야 할 것이다.