An inverse correlation between FAS-associated factor 1 and heat shock protein 70 expression in ovarian cancer

Abstract

난소암은 우리나라에서 여성생식기의 악성 종양들 중 자궁경부암에 이어 두번째로 흔하게 발생하나 치명도는 가장 높고, 미국의 경우는 여성에서 발생하는 암에서 네번째로 흔하며 부인종양에서 가장 높은 사망률을 보이고 있다. 난소암의 90% 가량을 차지하는 상피성 난소암은 원격 부위로 전이가 일어날 때까지 무증상인 경우가 대부분이기 때문에 진단 당시 이미 진행된 상태에서 발견되는 경우가 많아 예후가 매우 불량한 암으로 알려져 있다. 난소암에서 적절한 치료가 이루어진 경우 1기에서의 생존율은 90% 이상에 이르고, 3기에서는 20-25%로 감소되기 때문에 무엇보다도 초기에 암을 발견하는 것이 환자의 예후에 중요하다. 가장 이상적인 난소암의 예측인자는 증상이 없는 여성에서 진단적인 선별검사로서의 이용이 가능해야 하는데, 지금까지 발견된 난소암 관련 biomarker들은 임상적으로 진단된 경우에는 민감도가 매우 높지만 초기에는 낮은 민감도를 보이고 있어 이에 대한 극복 노력이 계속되어 왔고 앞으로도 지속적인 연구가 필요한 상황이다. FAS와 FAS 배위자 체계는 특정 조직에서 세포의 사멸에 관여한다. FAF1은 이러한 FAS의 세포사멸에 관여하는 물질로, 정상 세포의 발달과 신경세포의 생존에도 중요한 역할을 하며, FAF1의 저하는 암생성에 관여한다고 알려져 있다. HSP70은 새로 합성된 단백질의 접힘, 세포내 단백질의 전좌, 저중합체 단백질의 조립 및 해체, 조절 단백질의 활동 통제 등 다양한 기능에 관여함으로써 외부의 스트레스로 인해 유발되는 세포 사멸로부터 세포를 보호하는 기능을 하는데, 정상세포에서보다 종양 세포의 세포사멸에서 그 기능이 크다는 점에서 종양 발생과 관련이 있다. 최근 FAF1이 HSP70에 결합함으로써 HSP70의 이러한 세포 보호 기능을 방해한다고 보고하고 있는데, HSP70이 외부 스트레스로부터 암세포의 세포사멸을 방해함으로써 암발생을 유발한다면 FAF1은 이러한 HSP70의 암발생 기능을 방해한다는 것이다. 본 연구에서는 정상 난소와 난소암에서 FAF1, HSP70 발현 양상을 살펴보고 난소암에서 FAF1과 HSP70의 상호 관련성을 살펴봄으로써, FAF1과 HSP70가 난소암의 예측인자로서 의미가 있는지를 알아보고자 하였다. 난소암 환자 29명을 실험군으로 하고 조직검사상 정상 난소로 확인된 7명을 대조군으로 하여 FAF1과 HSP70 각각의 발현과 그 상호관계를 살펴보았고 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. FAF1의 발현은 정상 난소에서 보다 난소암에서 감소하였다(p=0.02). 2. HSP70의 발현은 정상 난소에 비해 난소암에서 증가하였다(p=0.03). 3. 난소암에서 FAF1과 HSP70의 발현은 중등도의 역의 상관관계를 나타내었다(spearman correlation coefficience=-0.47). 4. 임상병리학적 분석결과에 따르면 난소암에서 FAF1의 발현은 CA19-9(cutoff 37 U/ml, p=0.02)과 통계적 유의성을 가지는 것이 발견되었고, 통계적 유의성을 발견하지 못했지만 난소암의 stage가 증가할수록 FAF1의 발현이 감소하는 양상을 보였다. 5. 임상병리학적 분석결과에 따르면 난소암에서 HSP70의 발현은 CA19-9(cutoff 37 U/ml, p=0.08)과 통계적으로 경계성 유의수준을 나타냈으며, 통계적 유의성을 발견하지 못했지만 장액성 유두암에서 HSP70가 증가하는 양상을 보였다. 즉, 정상 난소에 비해 난소암에서 FAF1의 발현은 감소했고 HSP70의 발현은 증가했으며, 난소암에서 FAF1과 HSP70는 중등도의 역의 상관관계를 나타냈다. FAF1과 HSP70 각각으로도 난소암의 예측인자로서 의미가 있으며, 역의 상관관계를 보이는 이 둘이 함께 사용된다면 난소암의 예측인자로서 더욱 가치가 보여진다. 뿐만 아니라, FAF1과 HSP70를 난소암 치료에 대한 반응이나 재발 가능성을 보는 예후인자로서의 가능성도 보여진다.;Ovarian cancer is the leading cause of death among gynecologic cancer in South Korea as well as the United States. Since adequate screening methodologies for early detection are lacking, most women first present with either stage III or IV disease. Stage I disease is associated with a 90 percent cure rate, unlike stage III disease with a 20-25 percent survival rate, early detection methods is imperative. Currently used markers for early detection of ovarian cancer are still not fully established, and it remains challenging until now. FAS is a member of the tumor necrosis factor (TNF) receptor super-family that interacts with FAS ligand to mediate programmed cell death or apoptosis in a number of tissues. FAS-associated factor 1 (FAF1) was originally identified as an interactor of FAS that enhances apoptosis initiated through FAS and FAS ligand interaction. FAF1 has been shown to play an important role in normal development and neuronal cell survival, whereas FAF1 downregulation may contribute to multiple aspects of tumorigenesis. Heat shock protein 70 (HSP70) participates in the folding of newly synthesized proteins, translocation of intracellular proteins, assembly and disassembly of oligomeric proteins, and in controlling the activity of regulatory proteins. Elevated HSP70 levels mediate protection of tumor cells from stress-induced lethal damage by interfering with apoptotic pathways. FAF1 regulates the chaperone activity through binding to chaperones in the heat shock-mediated signaling pathway because FAF1 contains various homologous ubiquitin-like domains. In other words, FAF1 inhibits the HSP70 chaperone activity of refolding denatured protein substrates and raises heat shock-induced cell death in a binding dependent manner. In this study, we evaluated the expression of FAF1 and HSP70 in normal ovary and ovarian cancer, and also analyzed the correlation between FAF1 and HSP70 in ovarian cancer. Therefore, we wanted to identify whether we could use the expression of FAF1 or HSP70 as a predictive factor in ovarian cancer patients. The patient group consisted of 29 unrelated Korean women diagnosed as ovarian cancers and control samples were obtained from 7 patients who underwent oophorectomy for benign disease of uterus, and normal ovary was confirmed histologically from biopsy. At first, we examined FAF1 and HSP70 expression by western blot analysis and immunohistochemical staining in normal ovary and ovarian cancer. The expression of FAF1 was lower in ovarian cancer than that in normal ovary(p=0.02), and the expression of HSP70 was increased in ovarian cancer in comparison to that in normal ovary(p=0.03). In clinicopathological findings of ovarian cancer patients, the expression of FAF1 was decreased when serum CA 19-9 level was above the normal range(more than cutoff point 37 U/ml) in comparison with the normal range(less than cutoff point 37 U/ml) (p=0.02). Interestingly, the expression of FAF1 was decreased in advanced stages (stage III or stage IV) as compared with early stages (stage I or stage II)(p=0.01), thus its expression tended to decline with increasing stage. The expression of HSP70 and serum CA 19-9 level were associated with marginal significance(p=0.08). Interestingly, the expression of HSP70 was not significantly related with ovarian cancer histology (p=0.10), but the expression of HSP70 was most increased with papillary serous carcinomas and undifferentiated ovarian cancer. In other words, the expression of FAF1 was related with the CA 19-9 value and stages in ovarian cancer. The expression of HSP70 was related with the CA 19-9 value and histopathologic type of ovarian cancer. We examined a correlation between FAF1 and HSP70 in ovarian cancer. The expression of FAF1 was inversely correlated with the expression of HSP70 in ovarian cancer (spearman correlation coefficience=-0.47). We concluded that the expression of FAF1 or HSP70 each seems to have a meaning as a predictive factor in ovarian cancer patients. The expressions of FAF1 and HSP70 seem to be more valuable as a predictive factor in ovarian cancer patients when used together because of their inverse correlation. Furthermore, it was suggested the possibility that the expressions of FAF1 and HSP70 were used as a prognostic factor to determine the response to treatment. This is the first study about the expression of FAF1 in ovarian cancer and the correlation between FAF1 and HSP70 expression in ovarian cancer.