MUC2 유전자의 Minisatellite 다형성 분석과 소화기계 암과의 연관성에 대한 연구 = Characterization of Minisatellite Polymorphism in MUC2 and its Association to Gastrointestinal Cancer

국문 초록 (Abstract)

국문초록


MUC2 유전자의 Minisatellite 다형성 분석과 소화기계 암과의 연관성에 대한 연구

Characterization of Minisatellite Polymorphism in MUC2
and its Association to Gastrointestinal Cancer

의생명과학과 김 시 훈
지 도 교 수 임 선 희

21개의 mucin 유전자는 다양한 종류의 mucin 단백질을 암호화 하는 유전자이다. Mucin 유전자는 그 구조와 기능에 따라 크게 분비성 mucin과 막결합성 mucin 두 그룹으로 나뉘어진다. Mucin은 점액를 구성하는 주요한 당단백질로 호흡기관, 소화기계, 생식관 등의 상피 세포에서 분비되는 끈적끈적하고 점성이 있는 물질로서 이 기관들이 건조해지는 것을 막고 매끄럽게 유지시키는 윤활제 역할을 하고 있다. 그러나 mucin이 과다하게 분비되거나 또는 분비가 제대로 이뤄지지 않을 경우, 또는 글리코실화에 이상이 생길 경우 염증성 질환 또는 종양 발생에 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 대부분의 mucin 유전자의 중심부에는 Minisatellite (MS)를 포함하고 있다. 이러한 반복 서열들의 영역이 다양한 조절작용과 진화적인 역할 및 질병과 관련이 있다고 보고되고 있다. 이들 중 MUC2 유전자는 염색체 11p15.5 지역에 다른 분비성 mucin 유전자 (MUC5AC, MUC5B, MUC6)와 gene cluster를 이루고 있으며, 각각 유전자 발현에 서로 상호작용 할 것으로 예상되고 있다.
본 연구에서는 암 발생과 관련이 있는 분비성 mucin인 MUC2 유전자의 구조분석을 통해 확인된 9개의 VNTRs (Various Number of Tandem Reapets; minisatellites, MS) 중 MS7의 구조적인 특성이 소화기계 암과 어떠한 연관성이 있는지를 밝히기 위해, 정상인 320명과 위암 환자 337명, 결장암 환자 269명, 직장암 환자 375명의 혈액과 조직에서 추출한 DNA를 이용하여 case-control study를 통한 반복 서열의 크기에 따른 다형성을 분석하고 대립형질에 따른 소화기계 암과의 연관성을 확인하였다.
그 결과, MUC2-MS7 영역에 적어도 하나의 희귀 대립형질을 가진 경우 그렇지 않은 사람에 비해 위암 발생 위험도가 약 1.73배 (95% CI, 1.03-2.90; p = 0.037) 증가하였으며, 결장암 발생 위험도가 약 1.76배 (95% CI, 1.03-3.03; p = 0.038) 증가하였다. 그 중에서도 짧은 희귀 대립형질을 가진 경우 위암 발생 위험도가 약 1.93배 (95% CI, 1.14-3.26; p = 0.013) 증가하였으며, 결장암 발생 위험도가 약 1.85배 (95% CI, 1.06-3.21; p = 0.027) 증가하는 것을 확인하였다. 이러한 반복서열의 생물학적인 의미를 조사하기 위해 암세포에서 염색체 불안정성에 따른 MUC2-MS7의 유전자 재배열을 결장암 111명과 직장암 76명의 혈액과 조직에서 추출한 DNA를 이용하여 확인하였다. 확인 결과, 결장암과 직장암 환자 샘플에서 5개의 유전자 재배열이 확인되었으며 그 빈도수는 각각 2.7%, 2.6%로 나타났다. 유전자 재배열이 발생함에 따라 대립형질이 사라지는 Loss of Heterozygosity (LOH)와 짧아지는 (deletion) 특징을 확인하였다. 따라서, MS는 암에 대한 감수성에 대하여 대립형질의 이형에 따른 기능상에서 중요한 역할을 할 것으로 보인다. 이러한 보고는 MUC2-MS7의 희귀 대립 형질이 위암과 결장암의 위험에 대한 마커로서 기능을 할 수 있다고 제안한다. 게다가, MS의 불안정성은 암세포에서 MUC2의 기능과 관련성이 있다고 볼 수 있으며 MUC2-MS7 이형체는 암 진단을 위한 바이오마커로 사용할 수 있을 것이다.




주요어 : MUC2, 분비성 mucin, tandem repeat, VNTR, minisatellite, 다형성, 대립형질, LOH

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서 론 ······································································· 1
• Ⅱ. 실험재료 및 방법 ······························································ 5
• 1. MUC2 유전자의 구조 분석 ··············································· 5
• 2. 샘플 정보 및 genomic DNA 추출 ······································· 5
• 가. 혈액으로부터 genomic DNA 추출 ·································· 9
• 나. 조직으로부터 genomic DNA 추출 ·································· 9
• 3. PCR 반응을 통한 MUC2-MS7 영역의 증폭 ······················10
• 4. MUC2-MS7의 다형성 분석 및 유전자 재배열 확인 ········ 11
• Ⅲ. 결 과 ····································································· 12
• 1. MUC2 유전자의 구조 분석 ·············································· 12
• 2. MUC2-MS7 영역의 다형성 분석 ······································· 12
• 3. MUC2-MS7 영역의 대립형질 분석 ···································· 21
• 4. MUC2-MS7 영역과 소화기계 암과의 연관성 조사 ········· 23
• 5. 결장·직장암 조직으로부터 유전자 재배열 확인 ··············· 28
• Ⅳ. 논 의 ····································································· 33
• 참고 문헌 ·········································································· 35
• 영문 초록 ·········································································· 43