Expression of Bcl-2 Family in 4-Nitroquinoline 1-Oxide-Induced Tongue Carcinogenesis of the Rat
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최재욱
정성수/이금숙/김병국/김재형/국은별/장미선/고미경/정권/최홍란/김옥준
KMID : 0355220050300030301
Abstract
한글초록전 세계적으로 구강암의 빈도는 점점 증가 추세이며, 특히 한국인의 있어 혀(tongue)는 구강암이 가장 호발하는 장소이다. 구강암은 발암 단계에서부터 과증식 병소(hyperplastic lesion), 이형성(dysplasia) 및 상피내암(carcinoma in situ) 을 거쳐 악성 암종으로 발전하는 다단계 발암과정을 보이며, 분자 생물학적 변이가 구강암을 진행시킴이 널리 알려져 있다. 또한, 구강암은 일반적으로 암세포의 증식 및 고사(apoptosis)의 억제가 중요한 역할을 하고 있다 알려져 있다. 그리고, Bcl-2 family 는 세포 고사에 주요한 역할을 하고 있음이 알려져 있다. 그러나, 이들과 관련한 구강암 발생과정의 변화에 대해서는 널리 연구된 바가 없다.
본 연구는 백서에서 발암 물질인 4-NQO로 구강암을 유도시키고, 구강암 발생 다단계별로 Bcl-2 family의 mRNA 변화를 RT-PCR을 이용해 살펴보았다.
Bcl-2 family는 크게 3군, 즉 1) anti-apoptotic, 2) pro-apoptotic, 그리고 3) BH3 only protein으로 분류할 수 있으며, 본 연구에서 anti-apoptotic molecules인 Bcl-w는 모든 군에서 발현이 감소되었으며, Bcl-2는 발현이 증가 되었다. pro-apoptotic molecules에서는 Bad가 제 3군 (편평세포암종)에서 발현이 증가 되었고, 나머지는 감소하였다. BH-3 only protein에서는 Bmf가 제 2군에서, BBC3가 제 3군에서 발현이 증가하였고, 나머지는 모든군에서 감소하였다.
결론적으로, 4-NQO로 유도된 백서의 발암단계에서, Bcl-2 family의 mRNA 양상은 다양하게 관찰되었으나, Bad 및 BBC3 mRNA가 제 3군에서, Bmf mRNA가 제 2군에서의 발현이 특별함을 알 수 있어, 다단계 발암과정에서의 구강암을 진단하는데 유용하리라 사료된다.
The number of patients with tongue carcinoma is increasing rapidly among young individuals in many parts of the world. Oral carcinoma progresses from hyperplastic lesion through dysplasia to invasive carcinoma and the concept of "field cancerization" with molecular alteration has been suggested for oral cavity carcinogenesis. Significant improvement in treatment and prognosis will depend on more detailed understanding of the multi-step process leading to cancer development.
To induce tongue carcinoma in rat by 4-NQO, each drinking water was made to 10 ppm, 25 ppm, 50 ppm and control (only D.W. without 4-NQO). Specimens were classified into 4 groups such as control, I (mild & moderate dysplasia), II (severe dysplasia and carcinoma in situ), III (carcinoma). The mRNA expressions of Bcl-2 family were evaluated by RT-PCR technique.
For anti-apoptotic Bcl-2 family, mRNA expression of Bcl-w was down-regulated in all stages of tongue carcinogenesis model. However, mRNA expression of Bcl-2 was up-regulated. For pro-apoptotic Bcl-2 family, all members were down-regulated in all stages of tongue carcinogenesis model except for Bad mRNA in group III. In terms of BH3 only protein, mRNA expressions of Bok and Mcl-1 were down regulated in all stages of specimen, but Bmf in group II and BBC3 in group III were up-regulated.
Our current findings demonstrated the involvements of mRNA expression of Bcl-2 family in multi-step tongue carcinogensis. This highlights the necessity for continued efforts to discover suitable biomakers (Bcl-2 family) for early diagnosis of the disease, and to understand its pathogenesis as a first step in improving methods of treatment. The discovery of these potential biomarkers and molecular targets for cancer diagnostics and therapeutics has the potential to significantly change the clinical approach and outcome of the disease.
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