Pathologic and Immunohistochemical Studies on the Hepatocellular Carcinoma in the HBx Transgenic Mice = HBx 형질전환 마우스에서 발생한 간암의 병리학적 및 면역조직화학적 연구

국문 초록 (Abstract)

B형 간염바이러스(HBV) 감염은 만성간염, 간경화증, 및 간암의 발생과 밀접한 관계를 가지고 있으며, HBV에 존재하는 x항원(HBx)은 HBV 유전자의 발현이나 HBV 증식에 관여할 뿐 아니라 간세포암의 발생에 중요한 역할을 한다고 알려져 있다. 한편 분자생물학적으로 클론된 유전인자들을 포유동물의 germline에 이식하여 이식된 유전인자가 다음세대로 유전되게 하여 인체 질환을 실험동물에 유발시키는 형질전환동물 기법이 개발된 후, 인체질환의 연구에 형질전환동물이 많이 이용되고 있다. 이에 따라 HBx와 간암의 발생관계를 연구하기 위하여 HBx 형질전환 마우스를 개발한 결과 간세포암이 발생하여 이들에 대한 병리학적 및 면역조직화학적 연구를 시행한 결과는 다음과 같다.
1. 4개월부터 HBx 형질전환 마우스 모든 예에서 간세포의 공포성 변화 및 다양한 크기의 핵을 가진 변형세포 군집(Altered foci)이 관찰되었으며, 6개월부터는 육안적으로 종양은 발견되지 않지만 조직학적으로 간세포암의 특성을 보인 소결절성 병변(small nodular lesions)이 75%의 동물에서 관찰되었으며, 11개월부터 육안으로 확인 가능한 간세포암이 60%의 실험동물에서 관찰되었다.
2. 소결절성 병변 및 간세포암의 조직학적 특징은 다양한 형태 및 과염성 핵을 가지고, 핵과 세포질의 비는 감소하였으며, 간혹 비정상적인 핵분열이 관찰되었지만, 종양주위의 섬유화는 관찰되지 않았고, 이들 병변에서 증식세포핵항원 (Proliferating cell nuclear antigen)은 현저히 증가하였다.
3. HBx 단백에 대한 면역조직화학 염색 결과 변형세포군집, 작은 결절성 병변 및 간세포암 모두에서 HBx 양성소견을 나타냈으며 이의 분포양상은 비특이적이었다.
4. 유식세포분석기를 이용한 DNA ploidy 검사에서 변형세포군집 및 소결절성 병변에서는 DNA 2배수성 또는 4배수성이 관찰되었으며, 간세포암 3예 중 2예에서는 비배수성을 나타냈다.
이상의 결과로서 HBx 형질전환마우스에서 간세포암의 발생이 확인되었으며, HBV 감염에 의해 간암이 발생되는 과정에서 HBx 단백이 중요한 역할을 함을 알 수 있었고, HBx 형질전환 마우스는 간암의 연구에 중요하게 이용될 수 있을 것으로 사료되었다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Chronic infection with hepatitis B virus (HBV) is associated with a high incidence of liver disease, including chronic hepatitis, liver cirrhosis and HCC (HCC). The hepatitis B virus-encoded X antigen (HBx) stimulates virus gene expression and replication, which may be important for the establishment and maintenance of the chronic carrier state. The HBx protein, acting as a transcriptional transactivator of viral genes, may alter host gene expression and lead to the development of HCC. It has been reported by Kim et al in 1991 that HBx transgenic mice can have HCC. However Lee et al could not find HCC in their transgenic mouse system using the HBx gene. To confirm whether HBx could cause HCC in transgenic mice and present a useful model system for defining the molecular events for the transformation of HCC. We recently have generated transgenic mice by introducing HBx gene of the HBV into the mice. This study was carried out to examine the histopathologic and immunohistochemical characteristics of the liver in newly developed HBx transgenic mice.
The incidence of HCC after 11 months was 60% (3/5). HCC were identified by gross examination and that indicates pleomorphic or hyperchromatic nuclei and partially infiltrative growing without surrounding fibrosis and that have DNA aneuploidy by flow cytometry in two of three cases of HCC. The incidence of small nodular lesions after 6 months was 75%(6/8) in the HBx transgenic mice, but small nodular lesions were not identified by gross examination and had same histological characteristics to HCC. Altered foci which revealed vacuolar changes in the cytoplasm of hepatocytes were found in all HBx transgenic mice from 4 months. DNA diploidy or tetraploidy were found in the tissue of the altered foci and small nodular lesions. The proliferation cell nuclear antigen (PCNA) markedly increased in small nodular lesions and HCCs in the transgenic mice. The HBx protein was expressed in the cytoplasm of all lesions including altered foci, small nodular lesions and HCC. These result indicated HCC can develop in the HBx transgenic mice and suggested that HBx protein can make the hepatocytes more susceptible to secondary events in hepatocarcinogenesis after HBV infection in human beings.