Tissue microarray를 이용한 사이모신 베타4(Thymosin β4)와 vascular endothelial cell growth factor (VEGF)의 정상 인간 조직 발현 양상 연구 Analysis of Thymosin β4 and Vascular Endothelial Cell Growth Factor (VEGF) Expression in Normal Human Tissues Using Tissue Microarray원문보기
사이모신 베타 4와 VEGF의 발현을 여러 인간 조직에서 tissue microarray를 사용하여 조사하였다. 사이모신 베타 4는 간, 이자, 침샘의 관상피, 심장에서 강한 발현을 보였으며 피부, 폐, 이자, 림프절, 갑상선, 요관, 폐와 부신의 혈관 내피세포 등에서 중간 수준의 발현 양상을 보였다. VEGF의 발현 양상은 대체적으로 사이모신 베타 4와 동일하였으며 이자, 요관, 유선, 간, 식도, 신장, 폐, 부신 등의 혈관 내피세포에서 강하게 발현되었다. 이러한 결과를 통해 사이모신 베타 4는 간, 이자, 침샘의 관상피, 심장에서 중요한 역할을 담당하며 VEGF와 같은 발현 양상을 보여 혈관 신생작용에 관여함을 확인하였다.
사이모신 베타 4와 VEGF의 발현을 여러 인간 조직에서 tissue microarray를 사용하여 조사하였다. 사이모신 베타 4는 간, 이자, 침샘의 관상피, 심장에서 강한 발현을 보였으며 피부, 폐, 이자, 림프절, 갑상선, 요관, 폐와 부신의 혈관 내피세포 등에서 중간 수준의 발현 양상을 보였다. VEGF의 발현 양상은 대체적으로 사이모신 베타 4와 동일하였으며 이자, 요관, 유선, 간, 식도, 신장, 폐, 부신 등의 혈관 내피세포에서 강하게 발현되었다. 이러한 결과를 통해 사이모신 베타 4는 간, 이자, 침샘의 관상피, 심장에서 중요한 역할을 담당하며 VEGF와 같은 발현 양상을 보여 혈관 신생작용에 관여함을 확인하였다.
Thymosin ${\beta}4$, a small protein containing 43 amino acids, has multi-functional roles in cell physiology. It was first identified as a thymic maturation factor and recently has been shown to accelerate wound healing, hair growth, angiogenesis, tumor growth, and metastasis. It was als...
Thymosin ${\beta}4$, a small protein containing 43 amino acids, has multi-functional roles in cell physiology. It was first identified as a thymic maturation factor and recently has been shown to accelerate wound healing, hair growth, angiogenesis, tumor growth, and metastasis. It was also reported to play a key role in developing organs, including the nervous system and heart. Thymosin ${\beta}4$ induces the expression of vascular endothelial cell growth factor (VEGF), laminin-5, and other important biologically active genes. Using tissue microarray analysis, we investigated the expression patterns of thymosin ${\beta}4$ and VEGF in various normal human adult tissues. Thymosin ${\beta}4$ was highly expressed in the liver, pancreas, ductal epithelium of the salivary gland, and heart, and moderately expressed in the skin, lung, spleen, lymph node, thymus, ureter, and blood endothelial cells in both the lung and adrenal gland. The expression of VEGF generally co-localized with thymosin ${\beta}4$ and VEGF was highly expressed in the pancreas, ureter, mammary gland, liver, esophagus, and blood endothelial cells in both the lung and adrenal gland. These results suggest that thymosin ${\beta}4$ plays an important role in the function of various organs and since the expression pattern of thymosin ${\beta}4$ co-localized with VEGF, part of that function may be to induce or maintain angiogenesis.
Thymosin ${\beta}4$, a small protein containing 43 amino acids, has multi-functional roles in cell physiology. It was first identified as a thymic maturation factor and recently has been shown to accelerate wound healing, hair growth, angiogenesis, tumor growth, and metastasis. It was also reported to play a key role in developing organs, including the nervous system and heart. Thymosin ${\beta}4$ induces the expression of vascular endothelial cell growth factor (VEGF), laminin-5, and other important biologically active genes. Using tissue microarray analysis, we investigated the expression patterns of thymosin ${\beta}4$ and VEGF in various normal human adult tissues. Thymosin ${\beta}4$ was highly expressed in the liver, pancreas, ductal epithelium of the salivary gland, and heart, and moderately expressed in the skin, lung, spleen, lymph node, thymus, ureter, and blood endothelial cells in both the lung and adrenal gland. The expression of VEGF generally co-localized with thymosin ${\beta}4$ and VEGF was highly expressed in the pancreas, ureter, mammary gland, liver, esophagus, and blood endothelial cells in both the lung and adrenal gland. These results suggest that thymosin ${\beta}4$ plays an important role in the function of various organs and since the expression pattern of thymosin ${\beta}4$ co-localized with VEGF, part of that function may be to induce or maintain angiogenesis.
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문제 정의
하지만정상 조직 및 각 장기에서 단백질 수준의 사이모신 베타 4의발현양상이 관찰된 보고는 아직 없으며 구체적인 발현 위치에대해서도 조사되지 않았다. 따라서 본 연구에서는 tissue microarray를 이용하여 여러 인간 장기에서 사이모신 베타 4의발현양상을 관찰하고 사이모신 베타 4에 의해 발현이 유도될것으로 예상되는 VEGF의 발현을 조사함으로써 사이모신 베타 4의 기능을 조사하고 각 조직에서 사이모신 베타4와 VEGF 의 관련성을 조사하고자 하였다.
본 연구에서는 사이모신 베타 4의 단백질 발현을 여러 인간 장기를 대상으로 tissue microarray를 사용하여 조사하였다. 또한 VEGF 단백질 발현을 동일 슬라이드를 대상으로 조사함으로써 VEGF와 사이모신 베 타 4의 발현 양상을 비교하고 함께 위치하여 관련된 작용을 하는지를 조사하였다.
최근 사이모신 베타 4는 혈관형성의 주요한 인자인 vascular endothelial cell growth factor (VEGF)의 발현을 유도하는 것이 밝혀졌다[5]. 사이모신 베타 4의 VEGF 유도 현상은 혈관 형성 촉진과 암전이 촉진 현상을 밝혀 줄 수 있으며 여러 장기에서 VEGF와 함께 혈관 형성작용에 관여할 가능성을 제시해 준다.
제안 방법
Tissue microarray 슬라이드 상의 59가지의 인간 정상조직을 대상으로 사이모신 베타 4와 VEGF에 대한 면역조직화학 검사를 실시하였다. 사이모신 베타 4는 조직에 관계없이 주로 섬유성 기질 조직 (stromal fibrous tissue), 혈관내피세 포 (blood endothelial cells) 및 림 프구(lymphocytes)에서 발현되는 것이 관찰되었으며 VEGF는 주로 혈관 내피세포에서 관찰 되었다.
단백질 발현양상의 정도를 측정하기 위해 면역화학염색의정도를 4가지로 나누어 판단하였다. 발현이 되지 않고 염색이되지 않은 경우를 negative (-), 약하게 발현되는 경우를 weak (+), 중간 정도의 발현양상을 보이는 경우를 moderate (++), 강한 발현양상을 보이는 경우를 strong (+++)으로 분류하였다.
또한 VEGF 단백질 발현을 동일 슬라이드를 대상으로 조사함으로써 VEGF와 사이모신 베 타 4의 발현 양상을 비교하고 함께 위치하여 관련된 작용을 하는지를 조사하였다. 조직 전반적으로 사이모신 베타 4는 섬유성 기질 조직, 혈관 내피세포, 림프구들에서 발현되다.
발생과정에서도 사이모신 베타 4의 여러 가지 중요한 역할이 보고되었는데 신경계와 심혈관계 (cardiovascular system), 치아 형성에 중요한 역할을 하는 것이 밝혀 졌다 본 연구에서는 사이모신 베타 4의 발현양상을 인간의 여 러가지 정상 조직 에서 tissue microarray를 사용하여 조사하였다. 또한 사이모신 베타 4에 의해 유도되 며 혈관 형성에 중요한 역할을 담당하는 VEGF의 발현 양상을함께 조사하여 그 상호 관련 여부를 조사하였다. 본 연구결과에 따르면 사이모신 베타 4의 발현 양상과 VEGF는 대체적으로 유사하며 같은 위치에서 발현되지만 그 발현양상이 다른경우도 관찰되었다.
면 역조직화학검사를 위해 tissue microarray 슬라이드를 탈파라핀화와 수화를 거친다음 citrate buffer (0.01 M, pH 6.0) 상에서 전자레 인지로 최고출력으로(700 W 이상) 5분간 두번 antigen retrieval을 실시하였다. PBS하에서 슬라이드를 충분히 식힌 후 3% hydrogen peroxide 용액에서 5분간 반응하여 endogenous peroxidase를 제거하였다.
혈관형성을 유도하고 상처치유와 모발성장을 촉진하며 세포 사멸과 항염증 작용을 하는 것이 보고 되었으며[16, 17, 20, 27-33, 36, 41] 심장 세포의 이동, 생존, 심장 손상 회복에 관여하는 중요한 작용을 하는 것으로 알려져 있다[3]. 발생과정에서도 사이모신 베타 4의 여러 가지 중요한 역할이 보고되었는데 신경계와 심혈관계 (cardiovascular system), 치아 형성에 중요한 역할을 하는 것이 밝혀 졌다 본 연구에서는 사이모신 베타 4의 발현양상을 인간의 여 러가지 정상 조직 에서 tissue microarray를 사용하여 조사하였다. 또한 사이모신 베타 4에 의해 유도되 며 혈관 형성에 중요한 역할을 담당하는 VEGF의 발현 양상을함께 조사하여 그 상호 관련 여부를 조사하였다.
4가지로 나누어 판단하였다. 발현이 되지 않고 염색이되지 않은 경우를 negative (-), 약하게 발현되는 경우를 weak (+), 중간 정도의 발현양상을 보이는 경우를 moderate (++), 강한 발현양상을 보이는 경우를 strong (+++)으로 분류하였다. 발현 양상이 국소적 인 경우는 focal positive (*)로 표시하였다.
대상 데이터
Tissue microarray는 Super Bio Chip (SuperBioChips Laboratories, Seoul, Korea)사로부터 구입하여 사용하였다. 나이와 성별을 제외한 환자의 정보는 제공되지 않았다.
성능/효과
VEGF는 혈관내피세포에서 발현되었고 대체적으로 사이모신 베타 4와 동일한 위치에서 동일한 양상의 발현을 보였지만 반드시 일치하지는 않았다. 기관별로는 이자, 요관/ 유선, 간, 식도, 폐와 부신(adrenal gland)등 혈관이 밀집되어 분포하는 곳에서 강한 발현을 보였다.
본 연구결과에 따르면 사이모신 베타 4의 발현 양상과 VEGF는 대체적으로 유사하며 같은 위치에서 발현되지만 그 발현양상이 다른경우도 관찰되었다. 따라서 대체적으로 사이모신 베타4와 VEGF는 상호 연관되어 작용하며 동일한 발현 양상을 보이지만 모든 기관에서 사이모신 베타 4와 VEGF의 발현이 관련된것은 아니라는 것을 보여 주었다. 본 연구에 의해 강한 사이모신 베타 4의 발현양상을 보이는 몇몇 기관이 확인되었는데이러한 발현 양상을 통해 특정 기관에서의 사이모신 베타 4의역할이 중요하고 필요하다는 것을 유추할 수 있다.
또한 사이모신 베타 4에 의해 유도되 며 혈관 형성에 중요한 역할을 담당하는 VEGF의 발현 양상을함께 조사하여 그 상호 관련 여부를 조사하였다. 본 연구결과에 따르면 사이모신 베타 4의 발현 양상과 VEGF는 대체적으로 유사하며 같은 위치에서 발현되지만 그 발현양상이 다른경우도 관찰되었다. 따라서 대체적으로 사이모신 베타4와 VEGF는 상호 연관되어 작용하며 동일한 발현 양상을 보이지만 모든 기관에서 사이모신 베타 4와 VEGF의 발현이 관련된것은 아니라는 것을 보여 주었다.
1). 비뇨계통(urinary system) 에서 사이모신 베타 4는 신장의 신장 관(renal tubes), 요관 상피(ureter epithelium) 및 기질 조직에서 중간 정도의 발현양 상을 보였으며 VEGF는 발현 양상은 사이모신 베타 4와 유사 하지만 요관 상피(ureter epithelium)에서 강하게 발현되는 것이 관찰되었다(Fig. 1). 내분비계(endocrine system)에서는 혈 관내피세포를 제외한 부신 피질(adrenal cortex)과 수질 (medullar) 에서는 사이모신 베타 4의 발현이 관찰되지 않았으 며 VEGF 역시 혈관내피세포 이외에는 발현 되지 않았다(Fig.
사이모신 베타 4와 VEGF 모두 폐의 폐포 사이막 세포 (al.,eolar septal cells) 와 혈관 내피세포에서도 중간 정도의 유사한 발현양상을 보였다(Fig. 1). 비뇨계통(urinary system) 에서 사이모신 베타 4는 신장의 신장 관(renal tubes), 요관 상피(ureter epithelium) 및 기질 조직에서 중간 정도의 발현양 상을 보였으며 VEGF는 발현 양상은 사이모신 베타 4와 유사 하지만 요관 상피(ureter epithelium)에서 강하게 발현되는 것이 관찰되었다(Fig.
신 베타 4와 VEGF의 발현 양상을 살펴보면 림프계통의 기관인 이자, 림프절, 갑상선에서는 사이모신 베타4와 VEGF 모두 중간 정도의 발현 양상을 보였다(Fig. 1).
조직 전반적으로 사이모신 베타 4는 섬유성 기질 조직, 혈관 내피세포, 림프구들에서 발현되다. 조직 별로는 간, 이자, 침샘 의관 상피, 심장에서 강한 발현을 보였고 피부, 폐, 이자, 림프절, 갑상선, 요관에서 중간 정도의 발현을 보였다. VEGF는 혈관내피세포에서 발현되었고 대체적으로 사이모신 베타 4와 동일한 위치에서 동일한 양상의 발현을 보였지만 반드시 일치하지는 않았다.
후속연구
본 연구에 의해 강한 사이모신 베타 4의 발현양상을 보이는 몇몇 기관이 확인되었는데이러한 발현 양상을 통해 특정 기관에서의 사이모신 베타 4의역할이 중요하고 필요하다는 것을 유추할 수 있다. 사이모신베타 4는 간, 이자, 침샘 및 심장에서 강한 발현을 보였는데이중 심 장에서 의 사이모신 베타 4는 이미 보고된 바 있으며 [3] 다른 기관인 간, 이자, 침샘에 대해서는 아직 연구된 바가 없으므로 추가 연구를 통해 이러한 기관에서의 사이모신 베타 4의구체적인 역할이 밝혀져야 할 것이다.
사이모신 베타는 대체적으로 정상적인 조직에서도 섬유성 기질 조직에 많이 발현된다. 이러한 점을 볼 때 사이 모신 베타 4가 실제 암의 성장에 있어서 기질에서 많이 발현되어 암의 성장 및 확산에 관여할 가능성에 대해서도 검토되고 연구될 필요가 있다고 생각된다.
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