갑상선암에서 SENP2에 의한 요오드 섭취 조절

Abstract

서론: 갑상선 세포의 소디움-요오드 수송체(sodium-iodine symporter

NIS)는 갑상선 호르몬을 합성하기 위해 반드시 필요한 요오드를 갑상선 여포 내로 유입하는 수송체로, 방사성 요오드를 투여하면 NIS를 통해 갑상선 세포 내로 방사성요오드가 들어가 갑상선 세포를 파괴한다. 이러한 기전을 이용하여 갑상선암 환자의 치료 방법으로 방사성요오드를 이용하는데, 약 5%의 환자에서 방사성요오드 치료에 반응하지 않는다. 이는 NIS의 발현 감소 및 위치 변화 때문으로, NIS의 발현을 촉진하기 위해 갑상선 세포를 재분화시키는 retinoic acid나 histone deacetylases (HDAC) 억제제를 이용한 치료가 시도되었으나 기대에 못 미치는 결과를 보였다. NIS의 발현은 갑상선자극호르몬(thyroid stimulating hormone

TSH)가 NIS 전사부위에 결합한 후 cAMP/Protein kinase A 신호전달계를 통하여 CCAAT/enhancer binding protein(C/EBP) 전사인자를 인산화하면서 NIS를 활성화시키게 된다. 그런데 C/EBPβ는 갑상선 정상세포에서는 주로 핵 내에 위치하다가 갑상선 암세포에서는 세포질로 이동하게 되며, C/EBPβ의 이러한 핵-세포질 이동은 인산화 조절에 의한 것으로 알려져 있다. 한편 C/EBPβ는 인산화뿐 아니라 수모(small ubiquitin-like modifiers

SUMO) 단백과의 결합에 의해서도 조절되는데 본 연구에서는 NIS의 활성화에 관여하는 C/EBPβ가 갑상선암에서 수모화의 불균형에 의해 핵-세포질 이동에 장애가 발생하고, 이로 인해 NIS 발현이 억제되어 요오드 섭취가 감소할 것이라는 가설을 세우고, SENP2의 발현을 증가시킴으로써 C/EBPβ의 핵 내로의 이동을 증가시키고, 따라서 NIS의 발현 역시 증가시킬 수 있는가에 대해 확인해보고자 하였다. 방법: 사람 갑상선암 조직에서 SENP2 mRNA의 발현을 확인하고, 내재SENP2의 발현이 적은 갑상선암 세포주(FRO)를 이용하여 SENP2 과발현에 의한 C/EBPβ, NIS의 mRNA와 단백 발현 정도 및 발현 위치를, NIS 과발현 세포(HeLa-hNIS)를 이용하여 SENP2 발현 억제에 의한 C/EBPβ와 NIS의 mRNA와 단백 발현 정도 및 발현 위치를 조사하였다. 또한 SENP2 발현 정도에 따라 그룹을 나누어 각 군간 임상-병리학적 특성을 비교하였고, 실제 갑상선암 조직에서 SENP2 감소군 15명과 SENP2 정상발현군 15명에서 C/EBPβ의 핵-세포질 이동에 장애가 있었는지 tissue microarray를 만들어 면역화학염색을 한 후, modified H-score를 이용하여 분석하였다. 결과: 갑상선 유두암 환자 87명의 갑상선 암조직 중 26.4%(23명)에서 SENP2 mRNA 발현이 억제되었고, C/EBPβ의 단백 발현과 NIS mRNA 발현 역시 억제되었다. HeLa-hNIS세포주에 si-SENP2를 이용하여 SENP2의 발현을 억제시킨 결과 C/EBPβ의 농도 자체는 변화가 없었지만 NIS의 발현이 감소하고, 요오드 섭취가 감소함을 확인하였다. 반면, FRO 세포에서 SENP2 과발현시켰을 때에는 세포 내 C/EBPβ 단백 발현도 증가하면서 NIS mRNA와 단백이 모두 증가하고, 요오드 섭취도 증가하였다. 세포주를 분획하여 면역침강시켰을 때 C/EBPβ가 핵보다 세포질에 더 많이 분포하고, SUMO2/3와 결합하였다. SENP2발현 감소한 갑상선암 환자의 조직에서도 C/EBPβ의 세포질에 비해 핵 염색 강도가 감소하는 경향을 보였으나 통계적으로 유의하지는 않았다. SENP2 발현 정도에 따라 임상-병리학적 특성에는 차이가 없었으나, 방사성요오드치료 전후 갑상선글로불린 수치의 변화를 비교하였을 때 SENP2 발현이 정상인 군에 비해 감소한 경우에 유의하게 감소 폭이 작았다. 결론: 갑상선암 조직에서 SENP2 발현 감소하였고, 세포주에서 SENP2의 발현 유도를 통해 NIS의 발현 및 요오드 섭취가 증가함을 확인하였다. 이는 SENP2 발현 감소 갑상선암 환자의 경우 방사성요오드 치료 시 치료 반응을 높이기 위해 보다 고용량을 투여해야 할 수 있고, 또한 방사성 요오드 불응성 갑상선 유두암 환자들에서 NIS 발현을 촉진할 수 있는 새로운 치료 타겟이 될 수 있을 것으로 생각된다.