CGH와 array-CGH를 이용한 한국인 자궁경부 편평상피세포암 세포주의 염색체 DNA 변이 분석

Abstract

종양에서 흔히 볼 수 있는 염색체 변이에 대한 세포유전학적 분석은 많은 종양의 진단과 예후를 판단하는데 중요하나, 고형암에서는 분석 가능한 염색체를 얻기가 어렵고 많은 염색체 이상이 동반되고 있어, 이러한 염색체 변이를 통상적인 세포유전학적 방법만으로는 구분하기가 매우 어렵다. 비교 유전자 부합법(comparative genomic hybridization, CGH)은 일종의 새로운 FISH 방법으로 기존의 세포유전학적 분석으로는 용이하지 않았던 모든 염색체 상의 상대적인 염색체 변이를 한번에 알 수 있게 해준다. Array-CGH는 염색체 변이의 위치를 알고 있는 클론을 배열한 슬라이드에 CGH를 시행함으로써, 정확한 염색체의 변화 및 관련된 유전자를 쉽게 분석할 수 있게 해 주는 새로운 분자생물학적 방법이다. 자궁경부 편평상피세포암은 인유두종 바이러스(human papillomavirus, HPV) 감염에 의해 유발되는데, 이 바이러스의 유전자가 인간의 염색체에 통합(integration)됨으로써 염색체의 불균형을 초래하여 암화 과정을 거치는 것으로 보고되고 있다. 이는 염색체의 불균형과 유전자의 변형이 자궁경부 편평상피세포암의 발생과 진행에 중요한 역할을 하고 있음을 시사한다. 본 연구에서는 한국인 자궁경부 편평상피세포암 세포주 SNU-17, SNU-682와 SNU-902를 대상으로 DNA를 추출한 후, CGH를 시행하여 자궁경부 편평상피세포암 발생과 관련된 염색체 변이를 밝히고자 하였다. 정확한 염색체 변이의 위치를 알고자, array-CGH를 함께 시행하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 세 개의 세포주 모두에서 염색체 DNA gain으로 나타난 부위는 염색체 5p, 5q22-q23, 8q12, 14q21-qter와 20이었으며, 세 개의 세포주 모두에서 염색체 DNA loss로 나타난 부위는 21q21-qter이었다. 세포주 2개에서 공통적으로 발견된 염색체의 변이는, 3q, 6p, 7p13-pter, 9p22-pter, 9q21-qter, 15q21-q22, 17q22-qter, 18p11.3-pter, 18q11.2-q12, 19p13.3-pter, 19q13.2-q13.3와 22q12-qter의 염색체 DNA gain과 4p14-pter, 10p11.2-p13와 10q24의 염색체 DNA loss로 분석되었다. 이 연구에서 밝혀진 염색체 DNA 변이 부위는 앞으로 자궁경부 편평상피세포암의 발생 및 진행과 관련된 유전자를 규명하는데 중요한 기초자료로 이용될 것으로 기대된다;The cytogenetic analysis of repeating chromosomal DNA aberrations play an important part to decide pathogenesis and prognosis of cancers. Howevr, because of difficulties in culturing tumor cells and complexity associated with the lesions, conventional cytogenetic studies for analyzing chromosomal imbalances are not adequate. Comparative genomic hybridization (CGH) is a new fluorescence in situ hybridization (FISH) technique to identify genomic aberrations in cancers, and array-CGH provides a method to measure the DNA copy-number changes quantitatively at an extremely high resolution and to map them directly onto the complete linear genome sequences. Cervical squamous cell carcinoma appears to develop and progress largely as a consequence of activating mutations of oncogenes coupled with inactivation of tumor suppressor genes. By interfering with cell cycle control and DNA repair mechanisms, oncogenic human papilloma virus(HPVs) appear to contribute indirectly to cervical tumorigenesis, by promoting genetic instability and the accumulation of mutations in HPV-infected cells. The purpose of this study was to analyze non-random chromosomal DNA aberrations involved in cervical squamous cell carcinoma cell lines from Korean women, SNU-17, SNU-682, and SNU-902 using CGH and array-CGH, and obtained the following results. Chromosomal DNA gains of 5p, 5q22-q23, 8q11.2-q12, 14q21-qter, and 20 as well as chromosomal DNA losses of 21 were found frequently. Chromosomal DNA gains on chromosome 3q, 6P, 7p13-pter, 9p22-pter, 9q21-qter, 15q21-q22, 17q22-qter, 18p11.3-pter, 18q11.2-q21, 19p13.3-pter, 19q13.2-q13.3, and 22q12-qter, with losses on 4p14-pter, 10p11.2-p13 and 10q24 were observed in 2 of 3 cell lines. Non-random aberrations which were disclosed in this study might be candidate regions for the abnormal genes involved in the tumorigenesis of cervical squamous cell carcinomas. Datas about chromosomal aberrations of Korean squamous cell carcinoma cell lines in this study could afford very useful basic information for the development of diagnostic and therapeutic modalties targeting the abnormal genes associated with uterine cervical cancer in Korea.