인체의 폐암과 정상 폐 조직에서 Peroxiredoxin Ⅰ, Ⅲ 및 Thioredoxin의 발현 양상

Abstract

폐암을 비롯한 여러 종류의 고형 암 종에서는, 발암물질과 여러 종류의 성장인자에 의한 만성적이며, 지속적인 자극과 함께, 계속적인 산화 스트레스를 통한 세포의 성장과 증식 및 주변 조직으로의 침습에 대한 압력이 동시에 공존한다고 할 수 있겠다. 비교적 최근에 알려진, 새로운 계통의 항 산화 효소인 Peroxiredoxin (Prx) 단백은 세포의 증식과 분화, 세포사멸이나 발암과정에 관여하는 것으로 알려져 있다. 더구나, 이들 Prx 단백은 Thioredoxin (Trx)과 더불어 heat shock이나 oxidative stress에 의존적인 분자 생물학적 스위치로서, peroxidase 와 chaperone 기능과의 사이를 조절하는 것으로 알려져 있다. 하지만, 현재까지 폐암을 비롯한 각종 질병에서의 이들 Prx 단백의 역할은 잘 규명되어 있지 않다. 이에 본 연구에서는 폐암 조직과 정상 폐 조직에서 Prx 단백의 발현 양상과 분포를 연구해서 이들의 병태 생리학적인 의미를 찾아보고자 하였다. 아주대학교 의과대학 부속병원에서 폐암으로 진단되어 수술 받은 환자의 폐암 조직과 동일 환자의 정상 부위 폐 조직에서, 기존의 1 차원 전기영동 (reducing 조건과 non-reducing 조건에서의 SDS-PAGE)을 시행하거나 2차원 전기영동을 시행한 후 western blot으로 Prxs, Trx 및 Thioredoxin reductase (TR)의 발현 양상을 비교 분석 하였으며, 백서의 정상 폐 조직과 환자의 폐암 조직에서 anti-prx rabbit polyclonal 항체를 일차 항체로 하여 면역 조직 화학 염색법을 통해 Prx 단백의 분포를 관찰하였다. 면역 조직 화학 염색법 결과 백서의 정상 폐 조직에서는 Prx I, II, III 및 V 유형이 주로 기관지 상피세포, 폐포 상피세포 및 폐포 대식세포에서 발현되고 있음을 알 수 있었다. 또한 인체 폐암 조직에서는 동일 환자의 정상 폐 조직 부위에 비해서 Prx I 과 Prx III 유형 및 Trx 단백의 발현이 선택적으로 증가되어 있음이 확인되었으며, 특히 2차원 전기영동을 통한 프로티옴 분석에서는 산화된 형태의 Prx I 과 Prx II가 증가 한 것을 비롯하여, 분자량과 등전점(pI)이 약간 변화된 형태의 Prx III가 폐암조직에 존재함을 알 수 있었다. 한편 폐암 조직의 non-reducing 전기영동 후 western blot에서는, monomer와 dimer 사이의 중간 크기에 해당하는 약 40 kDa과 200 kDa 이상 크기의 항 Prx 항체와 반응하는 단백 띠 (reactive bands)가 관찰되었는데, 이에 대한 것은 향후 추가적인 연구와 규명을 필요로 할 것으로 사료된다. 폐암 조직에서 관찰되는 Prx I 과 Prx III 유형 및 Trx의 과 발현 양상은 종양 세포들이 주변의 미세 환경으로부터 겪는 여러 가지 스트레스에 적응하며, 그들의 생명력을 유지하고, 지속적인 성장과 암성증식(oncogenic proliferation)을 계속하려는 노력의 일환으로 해석되며 이에 대한 추가적인 연구가 필요 할 것으로 사료된다.