• 대한핵의학회지
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• 제38권6호
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• pp.511-515
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• 2004

목적: 갑상선세포에서 요오드의 섭취는 갑상선호르몬 합성의 첫 단계이며, sodium iodide symporter (NIS)라는 세포막 단백질에 의해 이루어지는 것으로 알려져 있고 NIS 유전자가 클로닝됨으로써 NIS 발현을 직접 관찰하는 것이 가능해졌다. 하지만, 갑상선암을 비롯한 갑상선 결절과 정상 조직에서의 NIS 발현은 검사방법과 대상에 따라 아주 다양한 결과를 보이고 있다. 따라서 이 연구에서는 갑상선암을 비롯한 여러 갑상선질환에서 NIS의 발현여부와 정도를 두 가지 서로 다른 RT-PCR방법과 면역조직화학염색법으로 조사하여 비교하였다. 대상 및 방법: 갑상선절제술을 받은 32명의 조직을 이용하였다. 술후 병리학적 진단은 유두암 19명, 여포암 1명, 수질암 1명, 선종 4명, 선종양 갑상선종 7명이었다. RT-PCR방법을 이용하여 갑상선글로불린, NIS, 갑상선과산화효소의 발현을 관찰하였고, 항NIS 항체를 이용하여 면역조직화학염색을 시행하여 NIS 발현 정도를 반정량적으로 평가하고, 그 결과를 각각 비교하였다. 결과: RT-PCR의 결과에서 유두암 19명중 10예에서 NIS의 발현이 있었다. 여포암 1예와 수질암 1예는 NIS 발현이 없었다. 선종 4명중 2예, 선종양 갑상선종 7명중 4예에서 NIS의 발현이 있었다. 면역조직화학염색법으로는 유두암 19명중 15예에서 발현이 있었고, 여포암 1예는 발현이 없었다. 선종 4예중 3예, 선종양 갑상선종 7예중 6예에서 발현이 있었다. RT-PCR방법에 의한 NIS의 발현 정도와 면역조직화학염색의 정도를 반정량적으로 평가하여 비교한 결과 각 검사의 결과 사이에 유의한 양의 상관관계가 있었다(p<0.001). 결론: RT-PCR방법과 면역조직화학염색법으로 조사한 NIS의 발현 정도는 양의 상관관계가 있었으나, RT-PCR방법에 비해 면역조직화학염색법으로 NIS발현을 더 많이 찾을 수 있었다.

• 대한핵의학회지
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• 제38권2호
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• pp.152-160
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• 2004

Radioiodide uptake in thyroid follicular epithelial cells, mediated by a plasma membrane transporter, sodium iodide symporter (NIS), provides a first step mechanism for thyroid cancer detection by radioiodide injection and effective radioiodide treatment for patients with invasive, recurrent, and/or metastatic thyroid cancers after total thyroidectomy. NIS gene transfer to tumor cells may significantly and specifically enhance internal radioactive accumulation of tumors following radioiodide administration, and result in better tumor control. NIS gene transfers have been successfully performed in a variety of tumor animal models by either plasmid-mediated transfection or virus (adenovirus or retrovirus)-mediated gene delivery. These animal models include nude mice xenografted with human melanoma, glioma, breast cancer or prostate cancer, rats with subcutaneous thyroid tumor implantation, as well as the rat intracranial glioma model. In these animal models, non-invasive imaging of in vivo tumors by gamma camera scintigraphy after radioiodide or technetium injection has been performed successfully, suggesting that the NIS can serve as an imaging reporter gene for gene therapy trials. In addition, the tumor killing effects of I-131, ReO4-188 and At-211 after NIS gene transfer have been demonstrated in in vitro clonogenic assays and in vivo radioiodide therapy studies, suggesting that NIS gene can also serve as a therapeutic agent when combined with radioiodide injection. Better NIS-mediated imaging and tumor treatment by radioiodide requires a more efficient and specific system of gene delivery with better retention of radioiodide in tumor. Results thus far are, however, promising, and suggest that NIS gene transfer followed by radioiodide treatment will allow non-invasive in vivo imaging to assess the outcome of gene therapy and provide a therapeutic strategy for a variety of human diseases.

• International journal of thyroidology
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• 제11권2호
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• pp.152-159
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• 2018

Background and Objectives: Sodium-iodine symporter (NIS) is a marker for the degree of differentiation in thyroid cancer. The genetic factors or microenvironment surrounding tumors can affect transcription of NIS. In this study, we investigated the NIS mRNA expression according to mutational status and coexistent lymphocytic thyroiditis in papillary thyroid cancer (PTC). Materials and Methods: The RNA expression levels of NIS in the samples from database of The Caner Genome Atlas (TCGA; n=494) and our institute (n=125) were analyzed. Results: The PTCs with the $BRAF^{V600E}$ mutation and the coexistence of $BRAF^{V600E}$ and TERT promoter mutations showed significantly lower expression of NIS (p<0.001, respectively), and those with BRAF-like molecular subtype also had reduced expression of NIS (p<0.001). NIS expression showed a positive correlation with thyroid differentiation score (r=0.593, p<0.001) and negative correlations with expressions of genes involved in ERK signaling (r=-0.164, p<0.001) and GLUT-1 gene (r=-0.204, p<0.001). The PTCs with lymphocytic thyroiditis showed significantly higher NIS expression (p=0.013), regardless of mutational status. Conclusion: The NIS expression was reduced by the $BRAF^{V600E}$ mutation and MAPK/ERK pathway activation, but restored by the presence of lymphocytic thyroiditis.

• Nuclear Medicine and Molecular Imaging
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• 제41권3호
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• pp.209-217
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• 2007

목적: mdr1유전자를 표적으로 한 short hairpin RNA (shMDR)는 다약재내성을 나타내는 암세포에서 효과적으로 mdr1 유전자의 발현을 억제 할 수 있고 sodium iodide symporter (NIS)는 유전자 치료와 리포터로의 기능을 동시에 나타낼 수 있다. 이 연구에서는 사람 대장암세포(HCT15)에 shMDR과 NIS를 동시에 이입하고 Tc-99m sestamibi와 I-125 섭취를 측정하였고 doxorubicin과 I-131 치료효과도 관찰하였다. 대상 및 방법: 사람 태아 신장 세포주(Human Embryonic Kidney cells; HEK293)에 liposome 시약으로 shMDR을 이입하고 RT-PCR과 western blot으로 분석하였다. shMDR와 NIS 유전자가 발현하는 adenovirus를 만들고 HCT15 세포에 이입 후 48시간에 shMDR에 의한 Pgp의 기능 억제를 확인하기위해 Tc-99m sestamibi 섭취와 doxorubicin 세포독성을 측정하였다. 또한 NIS유전자의 기능을 확인 하기위해 I-125 섭취와 I-131 세포독성도 확인하였다. 결과: shMDR이 이입 된 HEK293 세포에서 mdr1의 mRNA와 Pgp의 발현이 각각 75%, 80% 감소하였다. NIS 유전자가 발현하는 adenovirus를 HCT15 세포에 이입하고 NIS 유전자 발현을 확인 한 결과 대조군에 비해 월등히 높게 발현하였다. Ad-shMDR 300 MOI, Ad-shMDR 300 MOI 와 Ad-NIS 10 MOI를 처리한 경우 Tc-99m sestamibi의 섭취가 대조군보다 1.5배 정도 증가하였다. HCT15 세포에 Ad-NIS 10 MOI를 감염시킨 경우 I-125 섭취가 대조군에 비해 25배 이상 증가였다. 또한 Ad-shMDR와 Ad-NIS를 동시 감염 시켰을 경우 doxorubicin의 세포 독성이 증가하여 나타났고 Ad-NIS 20 MOI를 감염시켰을 때 I-131에 의한 세포독성이 대조군보다 증가하였다. 결론: 세포에 shMDR의 이입으로 mdr1 유전자의 발현이 억제되고 Tc-99m sestamibi의 섭취와 doxorubicin의 세포독성이 증가하였으며 NIS 유전자의 이입으로 I-125의 섭취와 I-131의 세포독성이 증가하였다. 다약제내성세포에 shMDR와 NIS 유전자의 동시 이입은 doxorubicin과 방사성 옥소의 이중치료 효과를 높일 수 있을 것으로 본다.

• 대한의생명과학회지
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• 제12권3호
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• pp.171-176
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• 2006

Sodium iodide symporter (NIS) plays a key role in thyroid hormone production by efficiently accumulating iodide from the circulating blood into the thyocytes, and this is done against an electrochemical gradient. Thyroid transcription factor-l (TTF-l) is a homeodomain-containing protein expressed in embryonic diencephalons, thyroid, and lung and has been found to bind to thyroid specific promoters and to activate their transcriptional activity. TTF-l may be one of the factors capable of activating NIS gene expression in the thyroid gland, thus it accounts for the lower levels of NIS gene expression that are seen in the extrathyroidal tissues. However, a high frequency of TTF-l expression has been observed, especially in primary lung adenocarcinoma. The present study was undertaken in order to elucidate the relationship between the expression of NIS and TTF-l in primary lung adenocarcinoma. Immunohistochemical studies for NIS and TTF-l were performed in 64 primary lung adenocarcinomas. Immunoreactivities for NIS and TTF-l were found in 49 (76.6%) and 45 (70.3%) out of 64 cases, respectively. Forty-one (83.7%) of the 49 cases with positive NIS immunoreactivity showed positive TTF-l expression, whereas 11 (73.3%) of the 15 cases with negative NIS immunoreactivity showed negative TTF-l expression (P<0.05). So the NIS expression was significantly associated with the TTF-l expression. These findings suggest that TTF-l may be one of the factors capable of activating NIS gene expression in primary lung adenocarcinoma. Further studies are needed to define the relation between NIS and TTF-l for examining the mechanisms of tissue-specific NIS expression.

• 대한핵의학회:학술대회논문집
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• 대한핵의학회 2001년도 제40차 추계학술대회 및 총회
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• pp.27.1-27.1
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• 2001

• Nuclear Medicine and Molecular Imaging
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• 제41권5호
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• pp.343-349
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• 2007

방사성옥소는 갑상선암의 핵의학적 영상과 방사성치료에 널리 그리고 성공적으로 사용되어 왔다. 최근 세포의 옥소섭취를 담당하는 운반체로서 Na/I symporter (NIS)의 분자세포학적 특성이 규명되고 그 유전자가 클로닝되면서 앞으로는 갑상선암 이외의 각종 암에도 NIS 유전자를 외부에서 전달함으로써 방사성옥소 치료를 적용하는 새로운 암치료 기술이 가능할 것으로 기대되고 있다. 방사성옥소를 이용한 암치료의 성공을 위해서는 NIS를 통한 표적세포의 옥소 섭취를 극대화 시키는 것이 핵심이다. TSH는 갑상선 세포의 NIS 발현을 항진시키고 retinoic acid는 갑상선암과 유방암 세포의 NIS발현을 증가시키는 효과가 있다. 또 일반 암세포에는 NIS 유전자를 전달하여 발현 시킬 수 있다. 그러나 NIS 발현 만으로는 원하는 수준의 방사성옥소 섭취를 충분히 얻지 못할 수 있다. 이는 세포의 옥소 섭취가 NIS 단백질의 총량이 아니라 세포막에 위치한 NIS의 양에 의해 결정되기 때문이다. 즉, 옥소를 섭취하려는 전사된 NIS단백질이 세포막으로 이동하여 정상적으로 기능하게 하는 조절 기전이 중요하다. NIS의 세포막 이동 기전은 아직 밝혀져 있지 않으나 다른 운반체와 유사하게 단백질의 전사후 glycosylation이나 phosphorylation이 관여할 것으로 생각된다. 본 연구진은 NIS 유전자를 전달한 암세포에서epidermal growth factor를 통한 extracellular signal regulated kinase 신호경로의 활성화가 방사성옥소 섭취를 항진시킴을 관찰하여 NIS의 전사외 기능조절 기전을 조사하고 있다. 앞으로 NIS기능에 대한 조절기전이 보다 자세하게 밝혀지면 방사성옥소 치료기술과 NIS유전자 영상기술의 개선과 발전에 도움이 될 것으로 기대된다.

• Nuclear Medicine and Molecular Imaging
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• 제42권5호
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• pp.383-393
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• 2008

목적: 조직 특이 프로모터를 이용하면 특정 암조직내에서만 원하는 치료유전자를 발현시킬 수 있다. 나트륨 옥소 공동 수송체(sodium iodide symporter: NIS) 유전자는 옥소를 섭취하는 특성을 가져 방사성옥소를 이용한 치료용 유전자로 사용될 수 있다. 광학 영상용 유전자인 luciferase (Luc) 유전자를 세포에 이입하면 비침습적으로 유전자가 이입된 세포의 상태를 평가할 수 있다. 본 연구는 간암 특이성을 나타내는 AFP 프로모터에 의해 발현이 조절되는 NIS유전자와 CMV프로모터에 의해 발현되는 Luc유전자를 간암세포에 이입하여 NIS유전자 이입에 의한 방사성옥소 유전자치료의 효과를 알아보고, 종양사멸 정도를 광학 리포터 유전자 발현으로 알아보고자 하였다. 대상 및 방법: AFP enhancer와 GSTP 프로모터를 연결하여 AFP프로모터를 제작하였으며 이를 NIS유전자와 연결하였다. 또한 CMV 프로모터에 조절 받는 Luc 유전자를 동시에 삽입하여 AFP-NIS-CMV-Luc 유전자 발현 벡터를 생산하였다. 실험 대상 세포주로는 간암세포주인 HepG2와 Huh-7 세포와 사람 대장암세포주인 HCT-15 세포를 이용하였다. AFP-NIS-CMV-Luc 발현벡터를 Liposome을 이용해 실험대상 세포주 내로 이입하였으며, 방사성옥소 섭취율과 방사성옥소의 유출량을 측정하였다. 또한 Luciferase 발현 정도를 luminometer로 측정하였으며, clonogenic assay를 통하여 I-131에 대한 세포주에 따른 사멸효과 차이를 알아보았다. AFP-NIS-CMV-Luc 유전자 이입 세포주를 누드마우스에 대퇴부 피하에 주입하여 I-131 축적여부를 감마카메라 영상을 획득하였다. 결과: AFP-NIS-CMV-Luc 유전자 발현 벡터를 제작하였다. AFP-NIS-CMV-Luc 유전자가 이입된 HepG2와 Huh-7 세포의 방사성옥소 섭취율은 유전자 이입이 되지 않은 대조군 HepG2와 Huh-7 세포에 비하여 높았으며, $KClO_4$를 처리시 옥소 섭취가 저해되었다. 대장암 세포주인 HCT-15세포에 AFP-NIS-CMV-Luc유전자를 이입 시 방사성옥소의 섭취률은 증가되지 않았다. 30분간 방사성옥소를 섭취시킨 AFP-NIS-Luc 유전자가 이입된 HepG2와 Huh-7 세포에서의 방사성옥소의 유출반감기는 약 4분과 6분으로 각각 나타났다. AFP-NIS-CMV-Luc 유전자가 이입된 HepG2, Huh-7세포의 Luc 유전자의 발현은 241, 441 $RLU/2\;{\times}\;10^5$ cells로 나타났으며, 대조군 HepG2와 Huh구세포에서의 Luc 유전자의 발현은 74, $RLU/2\;{\times}\;10^5$ cells로 나타났다. HCT-15 세포는 AFP-NIS-CMV-Luc 유전자 이입에 따라 I-131에 의한 세포 사멸능이 증가되지 않았으나, HepG2 및 Huh-7 세포는 FP-NIS-CMV-Luc 유전자 이 입에 따라 I-131에 의한 세포 사멸능이 증가되었으며, Huh-7세포의 경우 0.5mCi의 I-131을 투여한 경우 모든 세포가 사멸하였다. AFP-NIS-CMV-Luc 유전자가 이입된 Huh-7 세포수가 많을수록 방사성옥소 섭취율이 증가하며 luciferase활성도도 높게 나타났다. AFP-NIS-CMV-Luc 유전자가 이입된 Huh-7 세포를 이식한 누드마우스에 I-131 감마카메라 영상에서 종양이식부위에 방사능 축적을 관찰 할 수 있었다. 결론: AFP프로모터의 의하여 NIS유전자가 발현되며, CMV프로모터에 의한 Luc 유전자가 발현되는 벡터를 제작하였으며, 이 벡터를 이입한 경우 간암세포에서만 I-131의 세포 독성이 증가하는 효과를 나타내었다. 또한 Luc유전자를 이용하여 비침습적인 광학 영상으로 세포사멸 효과를 확인할 수 있었다. 간암특이 프로모터에 조절되는 치료 유전자와 광학리포터 유전자를 한 벡터에 동시에 이입하면 간암 특이 유전자 치료와 그 치료효과를 비침습적으로 평가할 수 있을 것으로 생각된다.

• 대한핵의학회:학술대회논문집
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• 대한핵의학회 2003년도 추계학술대회 및 총회
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• pp.23.1-23.1
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• 2003

• 대한핵의학회:학술대회논문집
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• 대한핵의학회 2001년도 제40차 추계학술대회 및 총회
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• pp.27.2-27.2
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• 2001