Expression of Matrix Metalloproteinases-9 and Stromelysin-3 in Peripheral Blood in Patients with Lung Cancer

폐암 환자의 말초혈액에서 Matrix metalloproteinase-9 및 Stromelysin-3의 발현

Background: Matrix metalloproteinases(MMP) are essential enzymes for tumor invasion and metastasis. Among the MMP family, elevated MMP-9 and stromelysin-3(STR-3) expression have been reported to be poor prognostic factors in lung cancer patients. To evaluate the possibility of a molecular diagnosis of lung cancer using peripheral blood, the mRNA expression level of MMP-9 and STR-3 was measured using a reverse transcriptase-polymerase chain reaction (RT-PCR) in patients with lung cancer. Methods : Ninety six patients(44 patients with lung cancer, 19 pulmonary infection, and 33 control) were included. To detect MMP-9 and STR-3 mRNA expression, RT-PCR was performed in peripheral blood mononuclear cells. ELISA was also used to measure the serum level of MMP-9. Results : MMP-9 was expressed more frequently in patients with a pulmonary infection(18/19, 94.7%) compared to lung cancer patients(26/44, 59.1%) or the controls (23/33, 69.7%) (p=0.018). On the other hand, STR-3 expression was observed more frequently in patients with lung cancer(37/44, 84.1%) compared to the lung infection patients(8/19, 42.1%) or control(20/33, 60.6%) (p=0.003). Among the lung cancer patients, MMP-9 was expressed more frequently when a tumor invaded the lymph nodes(17/24, 70.8%) compared to when a tumor did not(3/13, 23.1%) (p=0.005). The MMP-9 and STR-3 expression levels had no relationship with age, sex, tumor size, distant metastasis, or tumor histology. The serum MMP-9 concentration was not higher in lung cancer patients compared to patients with a pulmonary infection or the control subjects. Conclusion : STR-3 may be used as a diagnostic marker in the peripheral blood of lung cancer patients using RT-PCR. Further studies to evaluate the clinical significance of elevated STR-3 expression in lung cancer patients is recommended.

연구배경 : Matrix metalloproteinase(MMP)는 세포외 기질중 기저막의 용해 및 혈관 생성에 관여하여 전이를 일으키며, 이중 MMP-9 과 STR-3 가 폐암에서 발현된 경우 예후가 나쁘며 림프절 전이와 연관이 있다는 보고가 있다. 말초혈액에서 MMP-9와 STR-3의 발현이 폐암의 진단 표지자로 사용될 수 있는 지를 평가하고 자하였다. 방 법 : 44명의 폐암 환자, 19명의 감염성 폐질환 환자, 33명의 정상인의 혈액을 채취하여 단핵구를 분리하여 MMP-9과 STR-3의 RT-PCR을 시행하였고, 혈청내 MMP-9 단백질을 ELISA로 측정하여 비교 분석하였다. 결 과 : MMP-9은 폐암환자 (26/44, 59.1%)와 정상 대조군(23/33, 69.7%)에 비해 폐감염환자 (18/19, 94.7%)에서 유의하게 높게 발현되며(p=0.018), STR-3은 폐감염환자(8/19, 42.1%)와 정상 대조군 (20/33, 60.6%)에 비해 폐암환자(37/44, 84.1%)에서 유의하게 높게 발현되었다(p=0.003). MMP-9는 폐암 환자들 사이에서 림프절 전이가 있는 군(17/24, 70.8%)에서 없는 군 (3/13, 23.1%)보다 유의하게 높게 발현되었으며(p=0.005), 그 이외에 T 병기, 원격전이 유무, 종양의 병리소견, 연령, 성별에 따른 MMP-9과 STR-3 mRNA의 발현차이는 관찰되지 않았다. 세 군간 혈청내 MMP-9 농도의 차이는 관찰되지 않았다. 결 론 : RT-PCR을 이용한 말초혈액 단핵세포에서의 STR-3 mRNA 발현 측정은 폐암의 진단 표지자로 사용될 가능성이 있을 것으로 사료된다.