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Korean Journal of Clinical Oncology > Volume 9(2); 2013 > Article
대장암에서 뉴로필린2의 발현과 임상적 의의: 림프관 생성인자와의 관련성

ABSTRACT

Purpose:

Neuropilin-2 is expressed by venous and lymphatic endothelial cells and can bind the lymphangiogenesis-associated ligand vascular endothelial growth factor (VEGF)-C and D. Recently, neuropilin-2 was shown to play a role in lymph node metastasis and cancer promotion. The aim of this study was to determine the clinical relevance of neuropilin-2 expression in colorectal carcinomas.

Methods:

Immunohistochemical analysis of neuropilin-2 expression of 350 colorectal cancer samples was evaluated using tissue microarray. The relationship between neuropilin-2 expression and other clinicopathological variables were analyzed in colorectal carcinomas. To clarify the role of neuropilin-2 in colorectal cancer lymphangiogenesis, its expression was examined with VEGF-C, VEGF-D, and VEGF receptor 3 expression of the colorectal carcinomas.

Results:

Neuropilin-2 was detected in 176 of 350 colorectal carcinomas (50.3%). Overexpression of neuropilin-2 was correlated with lymph node metastasis (P=0.041) and VEGF-D expression (P=0.020), but was not correlated with TNM (tumor, node, metastasis) stage, other lymphangiogenic factor expression and survival colorectal cancer patients.

Conclusion:

Neuropilin-2 expression was correlated with lymph node metastasis and VEGF-D expression in colorectal carcinomas. Our results suggest a possible role of neuropilin-2 in lymphangiogenesis and cancer progression in colorectal carcinomas.

서 론

대장암은 한국에서 세 번째로 발생률이 높은 암이다[1]. 대장암의 예후를 예측하는 데 중요한 역할을 하는 것으로는 전통적으로 암의 림프절 전이 유무가 잘 알려져 있다. 이와 같은 림프절 침습 유무 외에도 고형 암의 예후를 나쁘게 하는 것으로는 원발 종양이 림프관 침습을 하는 경우 예후가 불량하며, 이는 국소림프절로의 전이와도 관련이 있는 것으로 알려지고 있다[2]. 대장암의 병기를 결정할 때 널리 쓰이는 TNM (tumor, node, metastasis) 병기 결정에서도 림프절 전이의 여부가 중요하여[3], 림프절 전이가 없는 대장암 초기환자(TNM stage I, II)에서는 비교적 양호한 예후를 보이며 이들 환자의 5년 생존율은 80%-90%로 보고되고 있다. 반면에 대장암의 림프절 전이가 있는 경우는(TNM stage III) 수술 후 5년 생존율이 25%-60%로 보고되고 있어 림프절 전이 유무에 따라 환자의 예후에 많은 차이를 보이고 있다.
암세포가 림프절 전이를 하기 위해서는 암세포의 신생림프관 형성이 먼저 선행되어야 하고 이렇게 만들어진 림프관으로의 암 세포의 침윤이 필요하다. 이 같은 이론적인 배경을 바탕으로 지난 몇 년간 종양이 림프관 생성을 일으키는 과정에 영향을 미치는 여러 인자와, 이를 바탕으로 한 분자생물학적인 연구가 이루어져 왔다. 그 중에서 vscular endothelial growth factor (VEGF)-C가 신생 림프관 생성 및 발달에 영향을 미친다는 사실을 발견한 이래, 현재에는 VEGF-C와 D가 이들의 수용체인 VEGF receptor 3 (VEGFR3)과 결합하여 신생 림프관 형성을 유도한다고 알려졌다[4,5].
뉴로필린(neuropilin)은 신경세포에서 처음 발견되었으며, semaphorin 계열의 세포표면에 존재하는 glycoprotein 수용체이다[6-8]. 뉴로필린은 뉴로필린1과 뉴로필린2의 두 개의 하위분류로 나뉘어진다. 뉴로필린은 VEGF-A 수용체와 이소체의 양상을 가지고 있으며, 구조적으로도 매우 유사하다[9]. 이 중 뉴로필린1은 심혈관계 형성에 역할을 하는 것이 알려져 있다[10]. 뉴로필린2는 림프혈관 신생에 관여하는 것으로 추측되었고, 최근에는 종양의 림프관 신생에 관여한다는 연구결과가 발표되고 있다[11]. 뉴로필린2는 VEGF family와 결합하는 보조수용체(coreceptor)로, 원래 뉴론 세포에서 발현되는 단백질이다[12]. 하지만 최근 종양세포에서도 발견이 되고 있으며, 종양조직을 면역조직화학염색을 하였을 때 전립선, 신장, 방광, 위, 대장, 췌장, 유방, 난소, 폐 등의 종양에서 뉴로필린이 발견되었다[11,13,14].
본 연구의 목적은 대장암에서 림프관신생과 관련이 있다고 알려진 기존의 VEGF-C/D, VEGFR3 이외에, 뉴로필린2가 대장암 조직에서 림프관 신생과 관련이 있는지, 그리고 뉴로필린2의 발현이 대장암 환자의 다른 임상병리학적 변수들과 어떤 관련이 있는지 알아보는 것이며, 그리고 이들과 환자의 생존율과 유의한 관련이 있는지 알아보고자 하였다.

방 법

순천향대학교 천안병원에서 2002년 1월부터 2010년 12월까지 대장암으로 수술을 시행한 350명 환자의 나이, 성별, 병리학적 소견을 검토하였다. 종양의 병기는 American Joint Committee on Cancer(AJCC) 7판을 기준으로 분류하였다.
외과적으로 절제된 대장암조직의 대표적인 종양 부위에서 파라핀 포매(embedding)에 의해 조직 미세배열(tissue microarray, TMA) 블록 절편을 만들어 면역조직화학 염색을 시행하였다. 면역조직화학염색의 결과는 정상 대조염색이 되었던 종양세포에 비해 뉴로필린2, VEGF-C, VEGF-D, VEGFR3이 강하게(++, +++) 발현된 경우를 고발현군, 약하게(+, -) 발현된 경우를 저발현군으로 나누어 판단하였다.
통계검증은 SPSS ver. 14.0 (SPSS Inc., Chicago, IL, USA)을 이용하여 뉴로필린2 저발현군과 고발현군의 임상병리학적 변수들을 Pearson chi-square test를 이용하여 비교하였다. 대상 환자의 추적은 후향적으로 의무기록과 전화추적을 통해 시행하였으며 저발현군과 고발현군과의 5년 생존율을 Kaplan-Meier법을 이용하여 비교하였으며, 350명의 환자 중 5년 추적이 가능한 2007년 이전 환자인 184명을 대상으로 평가하였다. 모든 결과는 P< 0.05일 때 통계학적으로 유의한 것으로 정의하였다.
본 연구는 순천향대학교 임상윤리심의위원회의 승인을 받아 시행하였다.

결 과

350예 대장암 환자 중 뉴로필린2 저발현군(+, –)이 313명으로 89.4%, 고발현군(++, +++)이 37명으로 10.6%이었다(Table 1). 350예 환자의 연령 분포는 20세에서 85세까지였으며, 연령에 따른 두 군 사이에 통계적으로 유의한 차이는 없었다. 연령 60세를 기준으로 나눈 고연령군과 저연령군의 비교에서도 통계적 유의성은 없었다. 남녀 성비는 저발현군에서 남성이, 고발현군에서는 여성이 더 많은 경향을 보였으나, 통계적으로 유의한 차이는 보이지 않았다. TNM 병기를 이용하여 두 군을 비교하였을 때 유의한 차이점은 없었지만, N 병기 대신 림프절 전이 유무를 기준으로 두 군을 비교하였을 때 뉴로필린2 고발현군에서 림프절 전이가 더 많이 일어났다(P=0.049). 병리학적 요소를 비교해 보았을 때, 두 군 사이에 원발종양의 림프관 침범이나 혈관 침범 유무에 따른 뉴로필린 발현에서 유의한 차이는 보이지 않았다(Table 2).
뉴로필린2와 다른 림프관 신생에 영향을 미치는 인자들과의 비교에서는 뉴로필린2 고발현군에서 VEGF-D가 강하게 발현되었다(P= 0.020). 반면, VEGF-C, VEGFR3과 뉴로필린 발현과의 유의성은 관찰되지 않았다(Table 3). 뉴로필린2 고발현군과 저발현군과의 5년 생존율을 Kaplan-Meier 법을 이용하여 비교하였으나, 두 군 사이에 예후는 유의한 차이를 보이지 않았다(Fig. 1).

고 찰

국내에서 대장암의 발생률은 점차 높아지고 있으며, 그에 따라서 사망률도 증가하고 있다. 대장암에 대한 치료는 수술을 기본으로 하여 다양한 치료가 시도되고 있으며, 항암치료와 함께 다양한 표적치료제도 개발되고 있다. 이러한 노력으로 대장암의 생존율은 향상되고 있으며, 다양한 치료 기전이 연구되고 있다. 대장암의 예후에 중요한 영향을 미치는 인자는 림프절 전이와 원격전이인데, 이를 일으키는 중요한 기전이 신생혈관의 형성으로 알려짐에 따라 최근 약제들은 이를 표적으로 하고 있다. 혈관신생을 억제하기 위한 VEGF 항체 및 epidermal growth factor receptor (EGFR)에서 전달되는 신호체계를 억제하는 약제의 개발은 대장암 환자의 생존율 향상에 많은 도움이 되고 있다.
하지만 현재 신생혈관생성이 대장암의 진행과 전이에 영향을 미치는 것에 관한 연구는 비교적 많이 이루어져 있지만 종양의 진행및 전이에서 림프관 생성이 미치는 영향에 대해서는 거의 연구된 바가 없다. 따라서 이에 착안하여 본 연구에서는 대장암에서 림프관생성인자로 예상되는 뉴로필린이 대장암에 미치는 영향에 대해 알아보고자 하였다.
Gray 등[15]은 뉴로필린2가 대장암에서 악성화와 관련된다고 보고하였고, 림프혈관 내피세포 활성과의 관련성을 확인하였다. 또한 대장암 세포를 이용한 시험관 실험에서 뉴로필린은 생존신호(survival signaling)전달, 세포의 이주, 침습 등과 같이 세포 생존과 전이 능력과 관련되었다. 뉴로필린2를 억제한 세포와 뉴로필린2 결여세포의 세포분열등력은 유사하게 감소되기도 한다[13]. 이러한 결과들은 뉴로필린2의 발현이 암세포의 활성화와 관련된다는 가설들을 입증하였다.
2002년에 Yuan 등[16]이 뉴로필린2 발현 유전자 결핍 쥐에서 림프관 신생에 이상이 생긴다는 것을 발견하였다. 2008년에 Count 등[17]은 뉴로필린2에 대한 항체를 이용한 실험을 하였다. 이 항체는 뉴로필린2가 VEGF에 결합하는 도메인에 대한 항체이며, 이 항체를 종양을 가진 쥐에 투여를 하였을 때 종양의 림프관신생이 감소되는 것을 관찰하였다. 2008년에 Gray 등[15]은 뉴로필린2가 억제되어 있는 대장암종양세포를 관찰하였으며, 이 세포들에서 종양세포의 성장, 운동성, 침습성, 그리고 저산소환경에서의 생존율 등이 감소하는 것이 관찰되었다. 이러한 연구들 외에 다양한 연구가 이루어져, 현재는 뉴로필린2가 VEGF-C를 매개로 하여 림프관 신생의 발달을 일으킨다는 가설이 제시되고 있다.
본 연구는 수술을 시행받은 환자들의 대장암 세포에서 뉴로필린2의 발현과 실제 임상양상과의 관련성을 입증함으로 뉴로필린2가 림프절전이와 관련되며 림프혈관신생인자인 VEGF-D와 관련 갖는 것을 확인하였다. 본 저자들은 뉴로필린2가 강하게 발현되는 군에서 약하게 발현되는 환자보다 림프절 전이가 잘 이뤄지는 것을 확인하였으며, 혈관 신생인자 중의 하나인 VEGF-D와의 관련성이 있음을 확인하였다. 하지만, 뉴로필린2의 발현과 생존율과는 직접적인 관련성을 가지지 못하였다.
VEGF-D의 발현은 종양의 림프혈관침습을 일으키거나 이미 존재하던 림프관의 활성화를 유도한다[18]. 즉, 뉴로필린2와 VEGF-D의 관련성을 보인 본 연구 결과는 뉴로필린2가 VEGF-D의 활성화와 관련성이 있을 가능성과 이를 통한 림프절 전이의 관련성을 통해, 뉴로필린2가 VEGF 보조 수용체의 역할을 통해 림프혈관 신생을 유도한다고 할 수 있을 것이다.
결론적으로 최근 여러 기초 연구 및 임상 연구를 통해 다양한 대장암 치료 전략이 제시되고 있는 가운데, 본 연구에서 다루고 있는 림프혈관신생은 대장암의 진행 및 전이 과정에서 매우 중요한 역할을 하는 것으로 보여진다. 특히 대장암의 전이에서 림프관 생성이 림프절 전이와 관련이 있으며 림프절 전이는 결국 환자의 예후에 영향을 미치는 가장 중요한 인자라는 것을 고려하면, 본 연구의 결과에서 보인 림프관 생성의 과정은 대장암 치료에 있어 매우 중요한 화두이며 본 연구 결과에서 보인 뉴로필린2와 VEGF와의 관련성 또한 VEGF 억제제뿐만 아니라 뉴로필린과 관련한 치료제 개발이 미래에 대장암 치료의 한 방법으로 고려될 수 있을 것이라는 가능성을 보여준다고 할 수 있을 것이다.

CONFLICT OF INTEREST

No potential conflict of interest relevant to this article was reported.

REFERENCES

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crossref pmid

Fig. 1.
Kaplan-Meier colorectal carcinoma survival curves by neuropilin (NRP) expression.
kjco-9-2-104-7f1.gif
Table 1.
Expression of neuropilin-2 protein in colorectal cancer tissue as determined by immunohistochemistry
Expression No. (%)
Low (-, +) 313 (89.4)
High (++, +++) 37 (10.6)
Total 350 (100)
Table 2.
Relationships between expression of neuropilin-2 protein and clinicopathological factor
Variable Neurophilin-2 expression
P-value
Low (–, +) High (++, +++)
Gender Female 135 (43.1) 19 (51.4) 0.218
Male 178 (56.9) 18 (48.6)
Age (yr) < 60 107 (34.2) 14 (37.8) 0.716
≥ 60 206 (65.8) 23 (62.2)
pT stage 0 2 (0.6) 0 (0) 0.589
1 13 (4.2) 1 (2.7)
2 44 (14.1) 2 (5.4)
3 213 (68.1) 29 (78.4)
4 41 (13.1) 5 (13.5)
pN stage 0 174 (55.6) 14 (37.8) 0.119
1 81 (25.9) 14 (37.8)
2 58 (18.5) 9 (24.3)
M stage No 298 (95.2) 36 (97.3) 0.712
Yes 15 (4.8) 1 (2.7)
Lymphnode metastasis No 174 (55.6) 14 (37.8) 0.041*
Yes 139 (44.4) 23 (62.2)
Lymphatic invasion No 231 (73.8) 30 (81.1) 0.426
Yes 82 (26.2) 7 (18.9)
Vascular invasion No 258 (82.4) 30 (81.1) NS
Yes 55 (17.6) 7 (18.9)
Stage 0 1 (0.3) 0 (0) 0.358
I 46 (14.7) 3 (8.1)
II 124 (39.6) 12 (32.4)
III 127 (40.6) 21 (56.8)
IV 15 (4.8) 1 (2.7)

Values are presented as number (%). *P<0.05.

Table 3.
Relationships between expression of neuropilin-2 protein and LN metastasis, VEGF C/D, VEGFR3
Variable Neurophilin-2 expression, no. (%)
P-value
Low (-, +) High (++, +++)
LN metastasis Negative 174 (92.6) 14 (7.4) 0.041
Positive 139 (85.8) 23 (14.2)
VEGF-C Negative 185 (87.3) 27 (12.7) 0.148
Positive 128 (92.8) 10 (7.2)
VEGF-D Negative 238 (92.3) 22 (7.7) 0.020
Positive 75 (81.1) 40.5 (18.9)
VEGFR3 Negative 286 (89.1) 35 (10.9) 0.336
Positive 27 (93.1) 2 (6.9)

LN, lymph node; VEGF, vascular endothelial growth factor; VEGFR, vascular endothelial growth factor receptor.

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