2022년 7월에 Fontiers in Immunology에 pulished 된 내용입니다. MicroRNAs (miRNAs)는 면역계와 연관된 질환들(immune-mediated diseases)의 진단을 위한 markers나 종양의 진행과정의 biomarkers, 치료의 tragets으로 제시되고 있는 부분입니다. 다양한 장기에서 확인되고 있으며, 세포의 증식, 사멸 또는 분화에 관여하고, 종양의 억제나 발현과정에도 작용하여 종양발생에서도 역할을 하고 있습니다. 특히, 최근에는 이 논문의 주제와 관련하여, 특히 위암의 병인에 대한 miRNA의 역할을 강조하는 최근의 문헌들이 발표되고 있습니다.
<Diagnostic and prognostic role of tissue-based GC-related miRNAs.>
<Expression and deregulation of miRNAs in gastric cancer.>
Alessandrini L, Manchi M, De Re V, Dolcetti R, Canzonieri V. Proposed Molecular and miRNA Classification of Gastric Cancer. Int J Mol Sci (2018) 19:1683.
MiRNAs는 또한 자가면역질환에서도 면역반응을 조절하는데 중요한 역할을 하고 있는데, macrophages, monocytes, dendritic cells 과 같은 immune cells에도 작용하고, T & B lympocytes 를 포함한 adative immunity를 조절하기도 합니다. 류마티스관절염, 다발성 경화증, 당뇨와 같은 자가면역 질환에서는 많은 연구가 진행되고 있습니다. (Zhang L, Wu H, Zhao M, Chang C, Lu Q. Clinical Significance of miRNAs in Autoimmunity. J Autoimmun (2020) 109:102438.) 이번 연구는 위암의 progression에 관여한다고 알려져 있는 miRNAs (miR21, miR142, miR223, miR155) 일부를 분석해서 정리한 내용입니다.
<Schematic presentation of most frequently deregulated microRNAs in gastric cancer>
Link A, Kupcinskas J. MicroRNAs as non-Invasive Diagnostic Biomarkers for Gastric Cancer: Current Insights and Future Perspectives. World J Gastroenterol (2018) 24:3313–29.
방법과 결과를 보기 전에, miR21, miR142, miR223, miR155 에 대해 알아보겠습니다 (discussion에 있는 내용입니다).
* miR21 (miR21-3p, making part of the group of onco-miRNA, chromosome 17q23.2)
유방암, 전립선암, 위장관 종양 (식도, 위, 췌장암) 등과 같은 다양한 종양성 질환에서 over-expression되는 부위 입니다. Gastric atrophy와 같은 전 암단계에서의 발현에 대한 보고는 제한적이고, 조직에서 주로 expression 됩니다. Correa casade에 따른 non-atrophic -> atrophic -> gastric cancer 과정에서 miR21 은 점차 증가되며, gastric cancer에서 매우 높게 발현되고, 특히 H. pylori 감염시 특히 높게 발현됩니다. H. pylori와 관련된 gastric carcinogenesis 과정에서 cofactor로 작용하여 cell proliferation, apoptosis의 방해, invasion이나 metastasis의 stimulation에도 관여하며, poor prognosis 와 재발의 risk에도 관여하게 됩니다. 이러한, cancer 발현과의 연관성이 잘 알려져 있지만 다양한 면역세포의 regulator로써도 작용합니다. miR21은 T세포의 세포사멸과 활성화 및 분화에 개입함으로써 T세포 biology에서 필수적인 역할을 하게 됩니다.
* miR142 (miR142-3p)
폐암과 대장암에서 발암과정에서 종양 억제제 (tumor suppressor)로써 작용합니다. 위암에서는 정상 군과 비교하여 매우 감소되어 있는 특징을 보이며, 자가 치료 메카니즘 (autophagic mechanism)을 통해 치료의 반응을 조절합니다.
* miR223 ( most widely investigated miRNAs in gastric carcinogenesis)
Gastric cancer 조직과 circulating body fluids 에 많이 발현됩니다. Atrophic gastritis에서 GC로 진행하면서 또한 early atrophy 보다는 advanced atrophy에서 높아집니다.
* miR155
면역계와 발암과정에 관여하는데, 항염증 인자 또는 종양 억제제로서 이원론적 (dualistic) 역할을 수행합니다. Regulatory T lymphocyte (Treg) 및 autoimmunity 의 발달에도 관여하며, Correa cascade 과정에서 서서히 증가하고, H. pylori 감염되지 않은 antrum 보다는 body에 많이 발현되어 있습니다.
3개의 군으로 나누어 분석을 진행하였습니다. AAG (이 저널에서도 AIG를 AAG로 명명하였습니다)의 진단은 최소 등록하기 6개월 이상 전에 진단이 이루어진 환자들을 대상으로 하였으며, 기준은 anti-parietal cell ab.가 있고, 조직검사로 확인 하였으며, Gastropanel test 에서 gastrin 상승과 PGI, PGI/II 비의 감소가 확인된 경우로 하였습니다. 또한, 이 환자들을 2개의 subgroups으로 구분하여 H. pylori 감염이 없는 “primary” AAG (P-AAG)와 과거 혹은 현재 H. pylori 감염이 있었던 환자인 HP-related AAG (HP-AAG)로 나누었습니다. 자가면역질환이 없는 multifocal atrophic gastritis 환자 (MAG), healthy controls (HC)과 함께 비교 하였습니다. mRNA는 blood sample을 얻어 plasma 에서 추출하여 분석을 진행하였습니다.
결과를 살펴 보겠습니다.
Table 1 summarizes the AAG to MAG comparison. The AAG group, as expected, was associated with atrophy of the body, while in the MAG group, the atrophy of the antrum was obviously more common. However, when we considered the OLGA stage, we only found a statistically significant difference for stage IV that was only present in patients with MAG (p<0.001). Considering AAG group, an OLGA stage II was more frequently diagnosed in P-AAG (95%), while the OLGA stage III was detected only in HP-AAG (28%). 
Table 2 miRNA expression in our study population.
Figure 1 miRNA expression in our study population. *p < 0.05 and ≥0.01. **p < 0.01 and ≥0.001. ***p < 0.001.
miR21은 HC에 비해 모든 pathological gastric conditions에서 통계적으로 의미있게 overexpression 되었습니다.
miR142는 HC에 비해 HP-AAG와 MAG에서 떨어져 있었으며, P-AAG에서는 낮아져 있긴 했으나 통계적 의미가 없었습니다.
miR233은 오히려 HC에서 통계적으로 의미있게 모든 pathologic gastric conditions보다 높게 나타났습니다. 또한, P-AAG에서 MAG 보다 통계적으로 높게 발현되었습니다.
miR155는 모든 그룹에서 통계적 의미는 없었습니다.
miR21의 발현에 대해 AAG와 MAG, P-AAG와 HP-AAG 사이에 큰 차이가 없었습니다. 이는 크게 2가지로 볼 수 있습니다. (1) 자가 면역에서 miRNA가 가질 수 있는 역할은 종양 유전자의 역할과 관련은 적은 것으로 보이며, (2) 적어도 "액체 생검 (liquid biopsy, plasma에서 추출)" 관점에서 우리의 결과를 고려할 때, miR21은 발생 원인과 관계없이 위암 전 상태의 존재에 대한 경고 정도로 생각 될 수 있다는 것입니다.
miR142에서도 P-AAG, HP-AAG, MAG 사이에 통계적 의미가 없었는데, 위축의 병인은 miRNA의 발현에 영향을 미치지 않으며, 일단 생기고 나면, 그 원인이 무엇이든 간에 친-종양성 인자와 반-종양성 인자 사이의 불균형을 초래하는지에는 더이상 영향을 미치지 않는다고 볼 수 있습니다.
miR233은 높게 나올 것으로 예상하였으나, 오히려 HC에서 높게 나와서 예상을 벗어난 결과가 나왔습니다. 아마도, miR233이 친-종양성 인자의 역할 외에도 항염증 기능을 가지고 있고 다른 많은 miRNA와 마찬가지로 미세 환경에 따라 기능이 달라질 수 있기 때문이지 않을까 생각됩니다.
종합적으로 보면, miR21은 병적인 위의 환경에서는 과 발현되는 반면, miR142와 miR223은 건강한 대조군에 비해 더 적게 발현되었습니다. AAG와 MAG의 차이는 친 종양성 인자의 역할과 항 염증 기능을 가진 miR223에서만 차이가 있었고, P-AAG와 HP-AAG 사이에는 어떤 miRNA 발현에서도 차이가 없는 것으로 나타났습니다. miRNA는 액체 생검을 통해 위암 전 상태의 존재에 대한 생체 지표로서 유용할 수 있지만, 그것의 병인을 구별할 수는 없었습니다. 하지만, miRNA 상향 또는 하향 조절을 통해 위축성 위염이 잠재적으로 암 발달을 방해하는 치료적 접근을 할 수 있게 되는데, 이러한 분야의 발전은 위축성 위염의 관리에 새로운 치료적 관점을 열 수 있다고 볼 수 있겠습니다.
<Abstract>
Introduction: MicroRNAs (miRNAs) have been proposed as diagnostic markers, biomarkers of neoplastic progression, and possible therapeutic targets in several immune-mediated diseases. We aimed to analyze the expression profile of selected miRNAs (miR21, miR142, miR223, miR155) in patients with autoimmune atrophic gastritis (AAG), patients with non-autoimmune multifocal atrophic gastritis (MAG), and healthy control subjects (HC).
Materials and methods: A total of 103 patients with AAG were consecutively recruited for this study among those attending our gastroenterology outpatient clinic. Participating patients were divided into two groups: primary, not Helicobacter pylori (HP)-associated related AAG (n=57, P-AAG) and HP-associated AAG (n=46, HP-AAG); this subgroup included HP-positive patients, patients with previously reported HP infection, and patients harboring antral atrophy, considered as a stigma of HP infection. We also included 20 sex-age-matched MAG patients and 10 HC. Upper endoscopy with gastric biopsies were performed on each AAG and MAG patient. Circulating levels of miR21-5p, miR142-3p, miR223-3p, and miR155-5p were measured by RT-PCR in all groups.
Results: MiR-21 was over-expressed in P-AAG (p=0.02), HP-AAG (p = 0.04), and MAG (p=0.03) compared with HC. By contrast, miR-142 was more expressed in HC than in HP-AAG (p=0.04) and MAG (p=0.03). MiR-155 showed no significant differences among the four subgroups, while, unexpectedly, miR-223 was overexpressed in HC compared to P-AAG (p=0.01), HP-AAG (p=0.003), and MAG (p<0.001), and was higher in P-AAG than in MAG (p=0.05).
Conclusions: MiR-21 was over-expressed in patients with gastric precancerous conditions irrespective of etiology, while in the same subgroups miR-142 and miR-223 were under-expressed compared to healthy controls. Controlling miRNAs up- or downregulation could lead to a breakthrough in treating chronic autoimmune diseases and potentially interfere with the progression to cancer.
2022년 7월에 Fontiers in Immunology에 pulished 된 내용입니다. MicroRNAs (miRNAs)는 면역계와 연관된 질환들(immune-mediated diseases)의 진단을 위한 markers나 종양의 진행과정의 biomarkers, 치료의 tragets으로 제시되고 있는 부분입니다. 다양한 장기에서 확인되고 있으며, 세포의 증식, 사멸 또는 분화에 관여하고, 종양의 억제나 발현과정에도 작용하여 종양발생에서도 역할을 하고 있습니다. 특히, 최근에는 이 논문의 주제와 관련하여, 특히 위암의 병인에 대한 miRNA의 역할을 강조하는 최근의 문헌들이 발표되고 있습니다.
<Diagnostic and prognostic role of tissue-based GC-related miRNAs.>
<Expression and deregulation of miRNAs in gastric cancer.>
Alessandrini L, Manchi M, De Re V, Dolcetti R, Canzonieri V. Proposed Molecular and miRNA Classification of Gastric Cancer. Int J Mol Sci (2018) 19:1683.
MiRNAs는 또한 자가면역질환에서도 면역반응을 조절하는데 중요한 역할을 하고 있는데, macrophages, monocytes, dendritic cells 과 같은 immune cells에도 작용하고, T & B lympocytes 를 포함한 adative immunity를 조절하기도 합니다. 류마티스관절염, 다발성 경화증, 당뇨와 같은 자가면역 질환에서는 많은 연구가 진행되고 있습니다. (Zhang L, Wu H, Zhao M, Chang C, Lu Q. Clinical Significance of miRNAs in Autoimmunity. J Autoimmun (2020) 109:102438.) 이번 연구는 위암의 progression에 관여한다고 알려져 있는 miRNAs (miR21, miR142, miR223, miR155) 일부를 분석해서 정리한 내용입니다.
<Schematic presentation of most frequently deregulated microRNAs in gastric cancer>
방법과 결과를 보기 전에, miR21, miR142, miR223, miR155 에 대해 알아보겠습니다 (discussion에 있는 내용입니다).
* miR21 (miR21-3p, making part of the group of onco-miRNA, chromosome 17q23.2)
유방암, 전립선암, 위장관 종양 (식도, 위, 췌장암) 등과 같은 다양한 종양성 질환에서 over-expression되는 부위 입니다. Gastric atrophy와 같은 전 암단계에서의 발현에 대한 보고는 제한적이고, 조직에서 주로 expression 됩니다. Correa casade에 따른 non-atrophic -> atrophic -> gastric cancer 과정에서 miR21 은 점차 증가되며, gastric cancer에서 매우 높게 발현되고, 특히 H. pylori 감염시 특히 높게 발현됩니다. H. pylori와 관련된 gastric carcinogenesis 과정에서 cofactor로 작용하여 cell proliferation, apoptosis의 방해, invasion이나 metastasis의 stimulation에도 관여하며, poor prognosis 와 재발의 risk에도 관여하게 됩니다. 이러한, cancer 발현과의 연관성이 잘 알려져 있지만 다양한 면역세포의 regulator로써도 작용합니다. miR21은 T세포의 세포사멸과 활성화 및 분화에 개입함으로써 T세포 biology에서 필수적인 역할을 하게 됩니다.
* miR142 (miR142-3p)
폐암과 대장암에서 발암과정에서 종양 억제제 (tumor suppressor)로써 작용합니다. 위암에서는 정상 군과 비교하여 매우 감소되어 있는 특징을 보이며, 자가 치료 메카니즘 (autophagic mechanism)을 통해 치료의 반응을 조절합니다.
* miR223 ( most widely investigated miRNAs in gastric carcinogenesis)
Gastric cancer 조직과 circulating body fluids 에 많이 발현됩니다. Atrophic gastritis에서 GC로 진행하면서 또한 early atrophy 보다는 advanced atrophy에서 높아집니다.
* miR155
면역계와 발암과정에 관여하는데, 항염증 인자 또는 종양 억제제로서 이원론적 (dualistic) 역할을 수행합니다. Regulatory T lymphocyte (Treg) 및 autoimmunity 의 발달에도 관여하며, Correa cascade 과정에서 서서히 증가하고, H. pylori 감염되지 않은 antrum 보다는 body에 많이 발현되어 있습니다.
3개의 군으로 나누어 분석을 진행하였습니다. AAG (이 저널에서도 AIG를 AAG로 명명하였습니다)의 진단은 최소 등록하기 6개월 이상 전에 진단이 이루어진 환자들을 대상으로 하였으며, 기준은 anti-parietal cell ab.가 있고, 조직검사로 확인 하였으며, Gastropanel test 에서 gastrin 상승과 PGI, PGI/II 비의 감소가 확인된 경우로 하였습니다. 또한, 이 환자들을 2개의 subgroups으로 구분하여 H. pylori 감염이 없는 “primary” AAG (P-AAG)와 과거 혹은 현재 H. pylori 감염이 있었던 환자인 HP-related AAG (HP-AAG)로 나누었습니다. 자가면역질환이 없는 multifocal atrophic gastritis 환자 (MAG), healthy controls (HC)과 함께 비교 하였습니다. mRNA는 blood sample을 얻어 plasma 에서 추출하여 분석을 진행하였습니다.
결과를 살펴 보겠습니다.
Table 1 summarizes the AAG to MAG comparison. The AAG group, as expected, was associated with atrophy of the body, while in the MAG group, the atrophy of the antrum was obviously more common. However, when we considered the OLGA stage, we only found a statistically significant difference for stage IV that was only present in patients with MAG (p<0.001). Considering AAG group, an OLGA stage II was more frequently diagnosed in P-AAG (95%), while the OLGA stage III was detected only in HP-AAG (28%).
Table 2 miRNA expression in our study population.
Figure 1 miRNA expression in our study population. *p < 0.05 and ≥0.01. **p < 0.01 and ≥0.001. ***p < 0.001.
miR21은 HC에 비해 모든 pathological gastric conditions에서 통계적으로 의미있게 overexpression 되었습니다.
miR142는 HC에 비해 HP-AAG와 MAG에서 떨어져 있었으며, P-AAG에서는 낮아져 있긴 했으나 통계적 의미가 없었습니다.
miR233은 오히려 HC에서 통계적으로 의미있게 모든 pathologic gastric conditions보다 높게 나타났습니다. 또한, P-AAG에서 MAG 보다 통계적으로 높게 발현되었습니다.
miR155는 모든 그룹에서 통계적 의미는 없었습니다.
miR21의 발현에 대해 AAG와 MAG, P-AAG와 HP-AAG 사이에 큰 차이가 없었습니다. 이는 크게 2가지로 볼 수 있습니다. (1) 자가 면역에서 miRNA가 가질 수 있는 역할은 종양 유전자의 역할과 관련은 적은 것으로 보이며, (2) 적어도 "액체 생검 (liquid biopsy, plasma에서 추출)" 관점에서 우리의 결과를 고려할 때, miR21은 발생 원인과 관계없이 위암 전 상태의 존재에 대한 경고 정도로 생각 될 수 있다는 것입니다.
miR142에서도 P-AAG, HP-AAG, MAG 사이에 통계적 의미가 없었는데, 위축의 병인은 miRNA의 발현에 영향을 미치지 않으며, 일단 생기고 나면, 그 원인이 무엇이든 간에 친-종양성 인자와 반-종양성 인자 사이의 불균형을 초래하는지에는 더이상 영향을 미치지 않는다고 볼 수 있습니다.
miR233은 높게 나올 것으로 예상하였으나, 오히려 HC에서 높게 나와서 예상을 벗어난 결과가 나왔습니다. 아마도, miR233이 친-종양성 인자의 역할 외에도 항염증 기능을 가지고 있고 다른 많은 miRNA와 마찬가지로 미세 환경에 따라 기능이 달라질 수 있기 때문이지 않을까 생각됩니다.
종합적으로 보면, miR21은 병적인 위의 환경에서는 과 발현되는 반면, miR142와 miR223은 건강한 대조군에 비해 더 적게 발현되었습니다. AAG와 MAG의 차이는 친 종양성 인자의 역할과 항 염증 기능을 가진 miR223에서만 차이가 있었고, P-AAG와 HP-AAG 사이에는 어떤 miRNA 발현에서도 차이가 없는 것으로 나타났습니다. miRNA는 액체 생검을 통해 위암 전 상태의 존재에 대한 생체 지표로서 유용할 수 있지만, 그것의 병인을 구별할 수는 없었습니다. 하지만, miRNA 상향 또는 하향 조절을 통해 위축성 위염이 잠재적으로 암 발달을 방해하는 치료적 접근을 할 수 있게 되는데, 이러한 분야의 발전은 위축성 위염의 관리에 새로운 치료적 관점을 열 수 있다고 볼 수 있겠습니다.
<Abstract>
Introduction: MicroRNAs (miRNAs) have been proposed as diagnostic markers, biomarkers of neoplastic progression, and possible therapeutic targets in several immune-mediated diseases. We aimed to analyze the expression profile of selected miRNAs (miR21, miR142, miR223, miR155) in patients with autoimmune atrophic gastritis (AAG), patients with non-autoimmune multifocal atrophic gastritis (MAG), and healthy control subjects (HC).
Materials and methods: A total of 103 patients with AAG were consecutively recruited for this study among those attending our gastroenterology outpatient clinic. Participating patients were divided into two groups: primary, not Helicobacter pylori (HP)-associated related AAG (n=57, P-AAG) and HP-associated AAG (n=46, HP-AAG); this subgroup included HP-positive patients, patients with previously reported HP infection, and patients harboring antral atrophy, considered as a stigma of HP infection. We also included 20 sex-age-matched MAG patients and 10 HC. Upper endoscopy with gastric biopsies were performed on each AAG and MAG patient. Circulating levels of miR21-5p, miR142-3p, miR223-3p, and miR155-5p were measured by RT-PCR in all groups.
Results: MiR-21 was over-expressed in P-AAG (p=0.02), HP-AAG (p = 0.04), and MAG (p=0.03) compared with HC. By contrast, miR-142 was more expressed in HC than in HP-AAG (p=0.04) and MAG (p=0.03). MiR-155 showed no significant differences among the four subgroups, while, unexpectedly, miR-223 was overexpressed in HC compared to P-AAG (p=0.01), HP-AAG (p=0.003), and MAG (p<0.001), and was higher in P-AAG than in MAG (p=0.05).
Conclusions: MiR-21 was over-expressed in patients with gastric precancerous conditions irrespective of etiology, while in the same subgroups miR-142 and miR-223 were under-expressed compared to healthy controls. Controlling miRNAs up- or downregulation could lead to a breakthrough in treating chronic autoimmune diseases and potentially interfere with the progression to cancer.