각화극세포종과 편평세포암에서 MMP-3, MMP-7 및 TIMP-1 발현과 세포사멸 비교

Abstract

Keratoacanthoma(KA) is a unique neoplasm, usually rapid growing and regression. The histologic findings resemble that of squamous cell carcinoma(SCC). Histologic differentiation of KA and SCC is challengeable, so a number of studies have been attempted to differentiate these two entities with use of immunohistochemical stains. But the results were inconsistent and there is a debate whether KA is a benign tumor or a less aggressive variant of SCC. In this study, we observed the expression patters of MMP-3, MMP-7 and TIMP-1 by immnohistochemical staining method and Apoptotic index by TUNEL method in KA and SCC. And we examined the usefulness of this immunohistochemical staining in differentiating each other and the relationship between KA and SCC. The results are summarized as follows: 1.The expression of MMP-3 was slightly higher for SCC group (mass:3.0±1.16, stroma:2.3±1.16) than for KA group (mass: 2.7±1.49, stroma:1.4±1.27), but this difference was not statistically significant. 2.The expression of MMP-7 was detected in only one case of SCC group. 3.The expression of TIMP-1 was detected in two cases of KA group. 4.Apoptotic index(%) was significantly higher for SCC group (62.0±22.76) than for KA group(33.0±23.08)(p<0.05). There is no correlation between MMP-3, MMP-7, TIMP-1 and Apoptotic index. In conclusions, immunohistochemical staining methods of MMP-3, MMP-7 and TIMP-1 are not useful to differentiate two diseases. However, it has been suggested that MMP-7 plays a role in early stage of SCC and TIMP-1 inhibits the action of MMPs and invasion in KA. I suggest that KA can be regarded as the clinically benign end of the SCC disease spectrum. Apoptotic index was higher for SCC group than for KA group. It means that SCC has greater invasive ability due to a newly selected mutated neoplastic cellular clone, with more aggressive biological behavior.;기질 금속단백분해효소(matrix metalloproteinases, MMPs)는 세포외 기질의 합성과 분해에 관여하는 단백효소로서, 여러 세포에서 합성되는 전효소이며 배 발생, 창상 치유과정, 염증반응, 혈관생성, 종양 침윤 및 전이에 관여한다. 금속단백분해효소의 조직억제제(tissue inhibitors of metalloproteinases, TIMPs)는 체내에서 합성되어 MMPs 기능을 억제한다. 이 두 물질 간 불균형이 기질 분해를 촉진시켜 종양의 침윤과 전이에 관여한다. 그 중, MMP-3는 종양의 발생과 침윤에 관여하며, MMP-7은 종양의 초기변화와 표면 Fas 리간드 분해를 통해 세포사멸에 관여한다. TIMP-1은 MMPs 억제기능 외에도 세포사멸을 조절하는 기능을 가진다. 세포사멸은 종양 세포의 종류에 따라서 그 감수성이 결정되며, 여러 가지 변형된 증식성이나 암유전자/종양억제유전자의 발현 이상, 임상과 조직병리학적 소견들과 연관되어 있으며, 세포사멸지수는 종양에 따라 다른 특징적인 소견을 보이고, 동일 질환에서도 경과에 따라 다른 소견을 보인다. 본 연구의 목적은 조직학적으로 감별이 어려운 각화극세포종(Keratoacanthoma)과 편평세포암(Squamous cell carcinoma)에서 MMP-3(Stromelysin-1), MMP-7(Metrilysin-1) 및 TIMP-1 발현 정도와 세포사멸지수를 비교하고, 아울러 두 질환의 감별에 유용한지 여부를 알아보고자 하였다. 병리조직학적으로 확진된 두경부에 발생한 각화극세포종과 편병세포암 각 11예에서 MMP-3, MMP-7 및 TIMP-1에 대한 면역조직화학 염색을 시행하고 TUNEL법을 이용하여 세포사멸지수를 측정하였다. 결과는 다음과 같다. 1. MMP-3는 각화극세포종의 종괴 10예와 기질 9예에서 양성소견을 보였고, 염색 강도는 각각 2.7±1.49, 1.4±1.27이며, 편평세포암에서는 종괴와 기질 11예에서 양성소견을 보였고, 염색 강도는 각각 3.0±1.16, 2.3±1.16였다. 염색 강도는 각화극세포종에 비해 편평세포암의 종괴와 기질에서 강하게 나타났지만 통계적으로 유의하지 않았다. 2. MMP-7은 편평세포암 1예에서만 종괴에서 양성 소견을 보였다. 3. TIMP-1은 각화극세포종 2예에서 종괴에서 양성 소견을 보였다. 4. 세포사멸지수는 편평세포암에서 62.0±22.76(%)로 각화극세포종의 33.0±23.08(%)에 비해 통계적으로 유의하게 높았다(p<0.05). MMP-3, MMP-7 및 TIMP-1 발현정도와 세포사멸지수와의 연관성은 관찰되지 않았다. 이상의 결과로 MMP-3 발현은 두 질환의 종괴 및 기질에서 모두 양성을 보였으며, 각화극세포종에 비해 편평세포암에서 강하게 발현되었으나 통계적 유의성은 없었다. MMP-7 발현은 편평세포암 에서만, TIMP-1 발현은 각화극세포종에서만 양성을 보였으나 각각 1예와 2예로 소수에서만 발현되어 두 질환을 감별하는 데는 유용하지 못할 것으로 생각된다. 각화극세포종과 편평세포암 모두 종양에서 세포사멸이 유사하게 관찰되었으나, 편평세포암에서 유의하게 높게 관찰되었다. 결론적으로, 두 질환 모두에서 MMP-3가 종양발생 과정에 관여하며, 편평세포암에서는 MMP-7이 초기 악성 변화를 일으키고, 각화극세포종에서는 TIMP-1이 이를 억제하는 것으로 생각해 볼 있지만, 좀 더 연구가 필요하리라 생각된다.