Obstetrics & gynecology science

Korean Society of Obstetrics and Gynecology (대한산부인과학회)
권호 표지

Placental Apoptosis from Pregnancies Complicated by Fetal Growth Restriction or Preeclampsia: Expression of Bcl-2, Bax and p53

태아 성장 발육장애 또는 전자간증 태반에서의 세포고사: Bcl-2, Bax 및 p53 단백 발현에 관한 연구

Park, Jee-Hyun;Kim, Se-Ryun;Song, Eun-Seop;Im, Moon-Whan;Lee, Byoung-Ick;Lee, Woo-Young
박지현;김세련;송은섭;임문환;이병익;이우영

  • Published : 20050400
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Abstract

Objective: The purpose of this study was to investigate the degree of apoptosis in placentas with pregnancy complicated by fetal growth restriction or preeclampsia as compared with normal term pregnancy placentas and to evaluate the expression of proapoptotic proteins Bax, p53 and antiapoptotic protein Bcl-2 in their placentas. Methods: Placentas were obtained from 40 normal term pregnancies and from 30 pregnancies complicated by fetal growth restriction or preeclampsia admitted for delivery to the department of Obstetrics and Gynecology of Inha university hospital from January 1 to November 30, 2003. Placental sections were examined by terminal deoxynucleotidyl transferase-mediated deoxyuridine triphosphate nick end labeling (TUNEL) staining, indicative of apoptosis. The expressions of Bcl-2, Bax, p53 in their placentas were analyzed by immunohistochemical staining. Results: Increased apoptosis was found in the trophoblast layer of villi from pregnancies complicated by fetal growth restriction or preeclampsia (n=30) compared to normal pregnancies (n=40) (0.93$\pm$0.54: 1.5$\pm$1.2) (p=0.014, t-test). There was no statistical significance between the two groups in expressions of Bcl-2, Bax, p53 (p=0.073, p=0.424, p=0.208, chi-square test). Conclusion: These results suggest that placental apoptosis may play a role in the pathogenesis of fetal growth restriction or preeclampsia. But placental apoptosis does not seem to be mediated by Bcl-2, Bax, p53 in trophoblasts.

목적: 태아 성장 발육장애 또는 전자간증이 합병된 임신과 정상 임신의 태반에서 세포고사의 빈도를 비교하고, 세포고사를 촉진하는 인자인 Bax, p53과 세포고사를 억제하는 인자인 Bcl-2 발현을 조사하여 이들이 태반에서 고사를 매개해 주는 조절인자로 작용하는지 알아보고자 하였다. 연구 방법: 분만을 위해 인하대학교 산부인과학교실에 입원한 37주 이상의 정상 임신 40예와 태아 성장 발육장애 또는 전자간증이 합병된 임신 30예의 태반을 대상으로 하였다. 두 군에서 분만 직후의 태반에서 모체와 태아측이 근접한 제대 기시부 근처에서 태반 조직을 채취하여 terminal deoxynucleotidyl transferase-mediated dUTP nick labeling (TUNEL) 염색법 을 시행하여 세포고사 빈도를 비교하였다.또 동일한 태반에서 면역 조직 화학적 염색법을 이용하여Bax, p53 및 Bcl-2의 발현을 비교 조사하였다. 결과: 두 군 간의 임상적 특징은 큰 차이는 없었으나 태아 성장 발육장애 또는 전자간증이 합병된 임신군에서 재태기간이 269.78$\pm$9.43일로 정상 임신군의 275.05$\pm$6.88일에 비해 짧았고 (p=0.02, t-test), 태아의 체중 또한 태아 성장 발육장애 또는 전자간증이 합병된 임신군에서 2,736$\pm$586 gm으로 정상 임신군의 3,324$\pm$402 gm보다 통계적으로 유의하게 작았다 (p=0.01, t-test). 세포고사 빈도는 태아 성장 발육장애 또는 전자간증이 합병된 임신에서 1.5$\pm$1.2로 정상임신의 0.93$\pm$0.54 보다 통계학적으로 유의하게 증가를 보였다 (p=0.014, t-test). 세포고사를 억제하는 인자인 Bcl-2 단백의 발현은 음성, 국소성 발현, 미만성 발현이 정상 임신에서 각각 9예 (17.5%), 13예 (37.5%), 18예 (45%)이었고, 태아 성장 발육장애 또는 전자간증이 합병된 임신에서 각각 7예 (23.3%), 16예 (53.4%), 7예 (23.3%)로 두 군 간에 통계학적으로 유의한 차이는 없었다 (p=0.073, chi-square test). 세포고사를 촉진하는 인자인 Bax 단백의 발현은 음성, 국소성 발현, 미만성 발현이 각각 정상 임신에서 13예 (37.5%), 20예 (45%), 7예 (17.5%)이었고 태아 성장 발육장애 또는 전자간증이 합병된 임신에서 각각 7예 (23.3%), 14예 (46.7%), 9예 (30%)로 두 군 간에 통계학적으로 유의한 차이가 없었다 (p=0.424, chi-square test). 세포고 사를 촉진하는 인자인 p53 단백의 발현은 정상 임신에서 음성이 31예 (77.5%), 국소성 발현이 7예 (17.5%), 미만성 발현 이 2예 (5%)로 관찰되었고, 태아 성장 발육장애 또는 전자간증이 합병된 임신에서 음성이 26예 (86.7%), 국소성 발현이 3예 (10%), 미만성 발현이 1예 (3.3%)로 두 군 간에 통계학적으로 유의한 차이가 없었다 (p=0.208, chi-square test). 결론: 본 연구를 통해 세포고사는 태아 성장 발육장애 및 전자간증이 합병된 임신에서 정상 임신보다 통계학적으로 유의하게 증가를 보여 이 질환들과 관련성이 있을 것으로 생각된다. 또한 이 질환들의 태반에서 고사를 매개하는 인자를 규명 하기 위해 조사한 Bcl-2, Bax, p53의 단백 발현은 두 군 간에 유의한 차이를 보이지 않아 태반에서의 고사를 매개하지 않을 것으로 생각되나 in vivo 실험에서 더 많은 연구가 필요할 것으로 생각된다.

Keywords

References

  1. Wyllie AH. Apoptosis: Cell death under homeostatic control. Arch Toxicol Suppl 1987; 11: 3-10
  2. Kauffmann SH. Apoptosis: Pharmacologic implications and therapeutic opportunities. Acardemic Press, 1st edit. 1997; 1-3
  3. Yasuda M, Umemura S, Osamura RY, Kenjo T, Tsutsumi Y. Apoptotic cells in the human endometrium and placental villi: pitfalls in applying the TUNEL method. Arch Histol Cytol 1995; 58: 185-90 https://doi.org/10.1679/aohc.58.185
  4. Parr EL, Tung HN, Parr MB. Apoptosis as the mode of uterine cell death during embryo implantation in mice and rats. Biol Reprod 1987; 36: 211-25 https://doi.org/10.1095/biolreprod36.1.211
  5. Akcali KC, Khan SA, Moulton BC. Effect of decidualization on the expression of bax and bcl-2 in the rat uterine endometrium. Endocrinology 1996; 137: 3123-3 https://doi.org/10.1210/en.137.7.3123
  6. Ratts VS, Tao XJ, Webster CB, Swanson PE, Smith SD, Brownbill P, et al. Expression of Bcl-2, Bax and Bak in the trophoblast layer of the term human placenta: a unique model of apoptosis within a syncytium. Placenta 2000; 21: 361-6 https://doi.org/10.1053/plac.1999.0486
  7. Smith SC, Baker PN, Symonds EM. Placental apoptosis in normal human pregnancy. Am J Obstet Gynecol 1997; 177: 57-65 https://doi.org/10.1016/S0002-9378(97)70438-1
  8. Kerr JF, Wyllie AH, Currie AR. Apoptosis: a basic biological phenomenon with wide ranging implications in tissue kinetics. Br J Cancer 1972; 26: 239-57 https://doi.org/10.1038/bjc.1972.33
  9. Majno G, Joris I. Apoptosis, oncosis and necrosis: An overview of cell death. Am J Pathol 1995; 146: 3-15
  10. Allaire AD, Ballenger KA, Wells SR, McMahon MJ, Lessey BA. Placental apoptosis in preeclampsia. Obstet Gynecol 2000; 96: 271-6 https://doi.org/10.1016/S0029-7844(00)00895-4
  11. Levy R, Smith SD, Yusuf K, Huettner PC, Kraus FT, Sadovsky Y, et al. Trophoblast apoptosis from pregnancies complicated by fetal growth restriction is associated with enhanced p53 expression. Am J Obstet Gynecol 2002; 186: 1056-61 https://doi.org/10.1067/mob.2002.122250
  12. Evan GI, Wyllie AH, Gilbert CS, Littlewood TD, Land H, Brooks M, et al. Induction of apoptosis in fibroblasts by c-myc protein. Cell 1992; 69: 119-28 https://doi.org/10.1016/0092-8674(92)90123-T
  13. Yuan J, Shaham S, Ledoux S, Ellis HM, Horvitz HR. The C. elegans cell death gene ced-3 encodes a protein similar to mammarian interleukin-1 beta-converting enzyme. Cell 1993; 75: 641-52 https://doi.org/10.1016/0092-8674(93)90485-9
  14. Boise LH, Gonzalez-Garcia M, Posterma CE, Lindstein T, Turka LA, Mao X, et al. Bcl-x, a bcl-2 realted gene that functions as a dominant regulator of apoptotic cell death. Cell 1993; 74: 597-608 https://doi.org/10.1016/0092-8674(93)90508-N
  15. Suda T, Takahashi T, Golstein P, Nagata S. Molecular cloning and expression of the Fas ligand, a novel member of the tumor necrosis factor family. Cell 1993; 75: 1169-78 https://doi.org/10.1016/0092-8674(93)90326-L
  16. Kyprianou N, English HF, Isaacs JT. Programmed cell death during regression of PC-82 human prostate cancer following androgen ablation. Cancer Res 1990; 50: 3748-53
  17. Cleary ML, Smith SD, Sklar J. Cloning and structural analysis of cDNAs for bcl-2 and hybrid bcl-2/immunoglobulin transcript resulting from the t(14;18) translocation. Cell 1986; 47: 19-28 https://doi.org/10.1016/0092-8674(86)90362-4
  18. Tsujimoto Y, Finger LR, Yunis J, Nawell PC, Croce CM. Cloning of the chromosome breakpoint of neoplastic B cells with the t(14:18) chromosome translocation. Science 1984; 226: 1097-9 https://doi.org/10.1126/science.6093263
  19. Palumbo A, Yeh J. In situ localization of apoptosis in the rat ovary during follicular atresia. Biol Reprod 1994; 51: 888-95 https://doi.org/10.1095/biolreprod51.5.888
  20. Dalpra L, Nocera G, Tibiletti MG, Gramellini F, Agosti S, Oldrini A. Technical aspects and diagnostic problems of direct chromosome analysis using chorionic villus sampling in the first trimester. Hum Reprod 1986; 1: 103-6 https://doi.org/10.1093/oxfordjournals.humrep.a136351
  21. Getzowa S, Sadowsky A. On the structure of the human placenta with full term and immature foetus, living or dead. J Obstet Gynaecol Br Emd 1950; 57: 388-96 https://doi.org/10.1111/j.1471-0528.1950.tb05251.x
  22. Nelson DM. Apoptotic changes occur in syncytiotrophoblast of human placental villi where fibrin type fibrinoid is deposited at discontinuities in the villous trophoblast. Placenta 1996; 17: 387-91 https://doi.org/10.1016/S0143-4004(96)90019-3
  23. 최상준,문현주,박성훈, 이경, 안태규, 송창훈 등. 정상임신과 자궁내 발육제한,임신성 고혈압 환자의 태반에서 고사와bcl-2 발현에 관한 연구. 대한산부회지 2000; 43(10): 1717-24
  24. Li P, Nijhawan D, Budihardjo I, Srinivasula SM, AhmadM, Alnemri ES, et al. Cytochrome c and dATP-dependent formation of Apaf/ caspase-9 complex initiates an apoptotic proteases cascade. Cell 1997; 91(4): 479-89 https://doi.org/10.1016/S0092-8674(00)80434-1
  25. Nakagawa T, Zhu H, Morishima N, Li E, Xu J, Yankner BA, et al. Caspase-12 mediates endoplasmic-reticulum-specific apoptosis and cytotoxicity by amyloid-beta. Nature 2000; 403: 98-103 https://doi.org/10.1038/47513
  26. Erel CT, Dane B, Calay Z, Kaleli S, Aydinli K. Apoptosis in the placenta of pregnancies complicated with IUGR. Int J of Gynecol Obstet 2001; 73: 229-35 https://doi.org/10.1016/S0020-7292(01)00373-3
  27. Oltvai ZN, Milliman CL, Korsmeyer SJ. Bcl-2 heterodimerizes in vivo with a conserved homolog, Bax, that accelerates programmed cell death. Cell 1993; 74: 609-19 https://doi.org/10.1016/0092-8674(93)90509-O
  28. Lane DP. Cancer. A death in the life of p53. Nature 1993; 362: 786-7 https://doi.org/10.1038/362786a0
  29. Banasiak KJ, Haddad GG. Hypoxia-induced apoptosis: effect of hypoxic severity and role of p53 in neuronal cell deth. Brain Res 1998; 797: 295-304 https://doi.org/10.1016/S0006-8993(98)00286-8
  30. Long X, Boluyt MO, Hipolito ML, Lundberg MS, Zheng JS, O'niel L, et al. P53 and the hypoxia-induced apoptosis of cultured neonatal rat cardiac myocytes. J Clin Invest 1997; 99: 2635-43 https://doi.org/10.1172/JCI119452