High microRNA-130b expression predict poor clinical outcome and promote cell proliferation, migration and invasion in pulmonary adenocarcinomas

Abstract

연구 배경: 마이크로RNA는 19~22 nucleotide 크기의 비번역 RNA로 보통 표적 mRNA의 3‘UTR에 결합하여 mRNA를 분해시키거나 번역을 억제하는 것으로 알려졌으며, 정상세포의 생리학적 기능 유지에 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 최근 마이크로RNA가 종양 유발 및 억제 인자로 기능할 수 있음이 활발히 연구되고 있으며, 암의 진단, 분류, 예후 예측에 이용 가능함이 연구되고 있다. 한국인의 암 발생률은 악성도가 낮은 갑상선암을 제외하고, 위암, 대장암, 폐암, 간암, 유방암이 전체 암의 대부분을 차지하며, 폐암이 성별과 관계없이 암 사망률 1위를 차지한다. 폐암의 높은 사망률의 원인은 다른 장기 암보다 흔한 원격 장기로의 전이와 조기 재발에서 기인함으로, 이와 연관된 분자병리학적 변이를 발굴하고 치료 표적으로서의 조절기전을 밝히는 것이 요구된다. 본 연구의 목적은 선행연구를 통해 발굴했던 폐선암의 조기재발과 관련된 마이크로RNA 중 마이크로RNA-130b의 발현이 폐선암에서 가지는 임상병리학적 의의를 규명하고 세포주를 이용한 암특이 기능을 분석하는 것이다. 재료 및 방법: 한양대학교병원에서 2003년부터 2014년까지 근치적 수술을 시행한 184명의 폐선암 환자의 병리조직검사 후 남은 파라핀 조직에서 RNA를 추출하고 실시간 중합효소연쇄반응법을 이용하여 마이크로RNA-130b의 발현을 분석하였다. 기존 연구를 통하여 알려진 마이크로RNA-130b의 표적(PTEN, PPARr, RUNX3)에 대하여 면역조직화학염색을 통해 발현을 분석하고 이를 마이크로RNA-130b의 발현과 비교분석 하였다. 마이크로RNA-130b의 발현 정도와 환자의 예후를 포함한 여러 임상병리학적 특성을 비교 분석하였다. 폐선암 세포주(NCI-H1650)를 이용하여 마이크로RNA-130b의 과발현 및 억제된 세포주에서 세포증식능(MTT assay), 이주능(wound healing assay), 침윤도(transwell invasion assay)를 비교 분석하였다. 결과: 폐선암 조직에서 마이크로RNA-130b의 발현을 중간 값에 따라서 두 그룹으로 나누어 분석하였을 때, 높은 발현을 보이는 경우에 진행된 T병기, 림프절 전이, 높은 조직학적 등급과 연관이 있었다. 생존분석에서는 높은 마이크로RNA-130b의 발현이 낮은 전체생존율 및 무병생존율에 연관이 있음을 보였다. 다변량 생존분석에서는 높은 마이크로RNA-130b 발현이 독립적으로도 불량한 전체 생존율을 보였다. 또한 폐선암 세포주(NCI-H1650)에서 마이크로RNA-130b를 과발현 시킨 경우 세포증식능, 이주능, 침윤도가 증가하는 것을 관찰하였으며, 억제시킨 경우에는 반대의 결과를 보였다. 기존 연구를 통해 알려져 있었던 마이크로RNA-130b의 표적(PTEN, PPARr, RUNX3)의 발현과는 연관성이 보이지 않았다. 고찰 및 결론: 마이크로RNA-130b의 과발현은 폐선암에서 T병기, 림프절 전이, 조직학적 등급 및 환자의 예후와 연관이 있었으며, 폐선암 세포주에서 세포증식 및 침윤을 촉진하는 기능을 보여주었다. 마이크로RNA-130b는 폐암환자의 예후 예측 및 새로운 치료 표적으로 사용될 가능성이 있으므로, 향후 마이크로RNA-130b가 암 특이 기능을 갖는 표적 유전자 발굴과 이에 대한 분자병리학적 연구가 필요할 것으로 생각된다.; Introduction: MicroRNAs are small nucleotides that act on mRNAs to function as tumour inducer or tumour suppressor, and can be used to diagnose, classify, and predict the prognosis of cancer. The prognosis of pulmonary adenocarcinoma is considered to be a highly aggressive disease due to multiple metastasis and early recurrence. Therefore, the identifying a novel therapeutic target and prognostic marker that can inhibit the progression of lung cancer and predict the survival of patients is needed. The aim of this study is to discover the clinicopathological significance of lung cancer according to the expression of microRNA-130b and to analyze the cancer-specific functions using cell lines. Methods: We extracted RNA from formalin-fixed paraffin-embedded (FFPE) specimens of 187 pulmonary adenocarcinoma cases and analyzed microRNA-130b expression using quantitative real-time polymerase chain reaction. The expression of microRNA-130b was compared with expression of microRNA-130b targets (PTEN, PPARr, RUNX3) through immunohistochemistry and analyzed the clinicopathological characters including patient’s outcome. The cell lines with high microRNA-130b were selected and transfected with microRNA-130b mimic and microRNA-130b inhibitor to observe its effects on cell proliferation, migration and invasion. Results: The expression of microRNA-130b in lung cancer tissues was divided into two groups according to the median value, which was associated with progression of T stage, lymph node metastasis, and high histological grade in high expression level. microRNA-130b up regulation was significantly associated with unfavorable prognosis of lung cancer patients. In multivariate survival analysis, high microRNA-130b expression independently showed a poor disease free survival. In addition, down regulation of microRNA-130b showed an decrease in cell proliferation, migration, and invasion. The expression of microRNA-130b targets (PTEN, PPARr, RUNX3), which was known in previous studies, was not related. Conclusions: The expression of microRNA-130b was related with stage, histologic grade, and prognosis of lung cancer, and showed the ability to promote cell proliferation and invasion in pulmonary adenocarcinoma cell lines. Because microRNA-130b may be used as a predictor of prognosis and a new therapeutic target for lung cancer patients, it is necessary to investigate the target gene with microRNA-130b and its molecular pathology.