진행성 위암은 예후가 매우 불량하고 기대 수명도 짧아 새로운 치료전략이 필요하다. 현재는 플리티눔 계열, 플루오로피리미딘 계열, 그리고 파클리탁셀 계열의 항암제 조합으로 1,2차 약제로 사용 중이다. 종양 선택적 살상 바이러스는 고형암, 혈액암등에서 항종양효과에 대해 연구가 진행되고 있으며, 위암에서의 연구는 많이 진행되어 있지 않은 상태이다. 본 논문의 목적은 종양 선택적 살상 바이러스 치료에 대한 위암에서 항종양 평가 및 잠재적인 작용 기전을 평가하고자 하였으며, 위암에서 종양 선택적 살상 바이러스와 파클리탁셀의 병합 치료에 대한 항종양 효과 및 시너지즘을 일으키는 잠재적인 메커니즘을 분석하고자 하였다. 49개 위암 ...
진행성 위암은 예후가 매우 불량하고 기대 수명도 짧아 새로운 치료전략이 필요하다. 현재는 플리티눔 계열, 플루오로피리미딘 계열, 그리고 파클리탁셀 계열의 항암제 조합으로 1,2차 약제로 사용 중이다. 종양 선택적 살상 바이러스는 고형암, 혈액암등에서 항종양효과에 대해 연구가 진행되고 있으며, 위암에서의 연구는 많이 진행되어 있지 않은 상태이다. 본 논문의 목적은 종양 선택적 살상 바이러스 치료에 대한 위암에서 항종양 평가 및 잠재적인 작용 기전을 평가하고자 하였으며, 위암에서 종양 선택적 살상 바이러스와 파클리탁셀의 병합 치료에 대한 항종양 효과 및 시너지즘을 일으키는 잠재적인 메커니즘을 분석하고자 하였다. 49개 위암 세포주에서 종양 선택적 살상 바이러스의 항종양 효과를 평가하였고, 위암에 대한 중간 정도의 항종양 효과가 확인되었다. 기존에 알려진 내용과 달리 위암세포주의 TK (thymidine kinase) 발현과 EGFR (epidermal growth factor receptor) 발현 정도와 JX-594의 복제와는 관련성을 보여주지 못하였으며, TCGA 하위그룹으로 구분된 EBV (Epstein-Barr virus) 관련된 위암 세포주들에서 다른 하위그룹의 세포주들보다 JX-594에 저항성을 보여주었다. 이뿐 아니라 위암 세포주들의 RNA sequencing을 통해 JX-594의 항종양 효과를 예측할 수 있는 바이오마커를 확인하고자 하였으며, G-protein 신호 (GPR87, GRPR, PRDX5, MX1), interleukin 생성 (IL1A, IL4I1), 혈관 내피세포 활성화 및 조절 (OLR1, MMRN2)에 관련한 유전자 발현도가 높을수록 JX-594에 대한 항종양 효과가 컸다. 또한 종양 선택적 살상 바이러스와 함께 병합치료로 항종양효과가 증가되는지를 확인하고자, 위암에서 표준치료제로 사용하고 있는 항암제 중 파클리탁셀과의 병합 요법을 통해 항종양효과가 시너지즘을 보여지는지 보고자 하였다. YCC-32 세포주는 JX-594 와 파클리탁셀에 중간정도의 저항성을 보이는 세포로 선택하였고, JX-594 와 파클리탁셀 IC50 은 각각 0.01 MOI 및 7ng/mL로 확인되었다. YCC-32 세포주에서 병합요법이 단독 치료에 비해 시너지즘이 있음을 확인하였고, YCC-32을 이식한 마우스 모델에서도 종양 선택적 살상 바이러스 단독으로 사용했을 때보다 파클리탁셀과 병합하였을 때 가장 많은 종양 감소를 보였다. 종양조직에서 면역 화학 염색 검사 결과, 혈관 마커인 CD 31의 감소 및 세포 증식 마커인 Ki67의 감소 및 세포사멸 인자들의 증가를 보여주었다. 이러한 시너지즘에 대한 메커니즘을 종양주변 혈관의 감소에 의한 것으로 설명하기 위해 HUVEC (human umbilical endothelial cells) 세포를 이용하여 YCC-32 세포주에 파클리탁셀 및 JX-594 병합투여한 이후 얻은 conditioned media 처리하였을 때 HUVEC 튜브 형성이 감소하는 것을 확인하였다. 또한 conditioned media 내에서 VEGF 감소, angiopoietin-2 감소 및 thrombospondin-1 증가 한 것을 보여주었으며, 이를 통해 혈관생성기전에 관여하는 요소들의 감소로 항 종양효과 시너지즘에 대한 메커니즘을 설명하였다. 따라서 우리는 위암에서 종양 선택적 살상 바이러스와 파클리탁셀 병합치료로 항종양 효과에 대한 시너지즘을 확인하였고, 추후 이것이 위암의 치료에 대해 새로운 병합치료제로서의 역할을 할 수 있을 것이라 생각한다.
진행성 위암은 예후가 매우 불량하고 기대 수명도 짧아 새로운 치료전략이 필요하다. 현재는 플리티눔 계열, 플루오로피리미딘 계열, 그리고 파클리탁셀 계열의 항암제 조합으로 1,2차 약제로 사용 중이다. 종양 선택적 살상 바이러스는 고형암, 혈액암등에서 항종양효과에 대해 연구가 진행되고 있으며, 위암에서의 연구는 많이 진행되어 있지 않은 상태이다. 본 논문의 목적은 종양 선택적 살상 바이러스 치료에 대한 위암에서 항종양 평가 및 잠재적인 작용 기전을 평가하고자 하였으며, 위암에서 종양 선택적 살상 바이러스와 파클리탁셀의 병합 치료에 대한 항종양 효과 및 시너지즘을 일으키는 잠재적인 메커니즘을 분석하고자 하였다. 49개 위암 세포주에서 종양 선택적 살상 바이러스의 항종양 효과를 평가하였고, 위암에 대한 중간 정도의 항종양 효과가 확인되었다. 기존에 알려진 내용과 달리 위암세포주의 TK (thymidine kinase) 발현과 EGFR (epidermal growth factor receptor) 발현 정도와 JX-594의 복제와는 관련성을 보여주지 못하였으며, TCGA 하위그룹으로 구분된 EBV (Epstein-Barr virus) 관련된 위암 세포주들에서 다른 하위그룹의 세포주들보다 JX-594에 저항성을 보여주었다. 이뿐 아니라 위암 세포주들의 RNA sequencing을 통해 JX-594의 항종양 효과를 예측할 수 있는 바이오마커를 확인하고자 하였으며, G-protein 신호 (GPR87, GRPR, PRDX5, MX1), interleukin 생성 (IL1A, IL4I1), 혈관 내피세포 활성화 및 조절 (OLR1, MMRN2)에 관련한 유전자 발현도가 높을수록 JX-594에 대한 항종양 효과가 컸다. 또한 종양 선택적 살상 바이러스와 함께 병합치료로 항종양효과가 증가되는지를 확인하고자, 위암에서 표준치료제로 사용하고 있는 항암제 중 파클리탁셀과의 병합 요법을 통해 항종양효과가 시너지즘을 보여지는지 보고자 하였다. YCC-32 세포주는 JX-594 와 파클리탁셀에 중간정도의 저항성을 보이는 세포로 선택하였고, JX-594 와 파클리탁셀 IC50 은 각각 0.01 MOI 및 7ng/mL로 확인되었다. YCC-32 세포주에서 병합요법이 단독 치료에 비해 시너지즘이 있음을 확인하였고, YCC-32을 이식한 마우스 모델에서도 종양 선택적 살상 바이러스 단독으로 사용했을 때보다 파클리탁셀과 병합하였을 때 가장 많은 종양 감소를 보였다. 종양조직에서 면역 화학 염색 검사 결과, 혈관 마커인 CD 31의 감소 및 세포 증식 마커인 Ki67의 감소 및 세포사멸 인자들의 증가를 보여주었다. 이러한 시너지즘에 대한 메커니즘을 종양주변 혈관의 감소에 의한 것으로 설명하기 위해 HUVEC (human umbilical endothelial cells) 세포를 이용하여 YCC-32 세포주에 파클리탁셀 및 JX-594 병합투여한 이후 얻은 conditioned media 처리하였을 때 HUVEC 튜브 형성이 감소하는 것을 확인하였다. 또한 conditioned media 내에서 VEGF 감소, angiopoietin-2 감소 및 thrombospondin-1 증가 한 것을 보여주었으며, 이를 통해 혈관생성기전에 관여하는 요소들의 감소로 항 종양효과 시너지즘에 대한 메커니즘을 설명하였다. 따라서 우리는 위암에서 종양 선택적 살상 바이러스와 파클리탁셀 병합치료로 항종양 효과에 대한 시너지즘을 확인하였고, 추후 이것이 위암의 치료에 대해 새로운 병합치료제로서의 역할을 할 수 있을 것이라 생각한다.
The prognosis for advanced gastric cancer is extremely poor and new effective treatments need to be developed. At present, platinum-based, fluoropyrimidine-based and paclitaxel-based combinations have been accepted as established first- and second-line treatment regimens throughout the world. JX-594...
The prognosis for advanced gastric cancer is extremely poor and new effective treatments need to be developed. At present, platinum-based, fluoropyrimidine-based and paclitaxel-based combinations have been accepted as established first- and second-line treatment regimens throughout the world. JX-594 (SillaJen Inc., Seongnam-si, Republic of Korea), derived from the Wyeth vaccine strain, has been shown to have oncolytic, immunotherapeutic and tumour vascular disrupting mechanisms of action. This study aims to investigate the anti-tumour activity of JX-594 against gastric cancer and to explore potential predictive biomarkers. It will also clarify the synergism of the combination of paclitaxel and JX-594 in gastric cancer and identify the potential mechanism of synergism in vitro and in vivo. Forty-nine human gastric cancer (GC) cell lines were used to evaluate the anti-tumor activity of JX-594. The median ED50 (initial viral M.O.I. (multiplicity of infection) to achieve 50% cell killing compared to untreated control) was 0.37 PFU/cell (range 0.02-6.18). There is a need for a combination of strategies for the treatment of advanced gastric cancer. In addition, JX-594 replication in gastric cancer cells was not associated with cellular thymidine kinase (TK) expression levels and epidermal growth factor receptor (EGFR)/RAS/MAPK signaling pathway. Epstein-Barr virus (EBV)-associated GC subtype was relatively resistant to JX-594 in comparison to others. In addition, potential biomarkers that can be used to predict the efficacy of JX-594 were identified by analyzing RNA sequencing data from 49 GC cell lines. Genes associated with sensitivity to JX-594 in 49 GC cell lines were identified that were upregulated in G-protein signaling (GPR87, GRPR, PRDX5, MX1), interleukin production (IL1A, IL4I1) and vascular endothelial cell activation and dysfunction (OLR1, MMRN2). Paclitaxel has antiangiogenic and antiproliferative effects on endothelial and tumoral cells. The ED50 and IC50 (half maximal inhibitory concentration) of JX-594 and paclitaxel in YCC-32 cells were 0.01 MOI and 7.0 ng/mL, respectively. To evaluate the synergism of the two drugs in a dose-dependent manner, a combination of JX-594 and paclitaxel was used in YCC-32. Using the combenefit software, the combination treatment with JX-594 at 0.00125 - 0.01 MOI and paclitaxel at 3.5 - 7ng/ml showed synergistic anti-tumor efficacy. Additionally, the synergistic effect was evaluated in vivo xenograft mouse model. Paclitaxel, JX-594 and their combined treatment reduced tumor growth compared to control by 64.1%, 59.2% and 19.1% for YCC-32 xenografts, respectively. Compared to either treatment alone, the combination of JX-594 and paclitaxel significantly improved tumor growth inhibition. This study showed increased apoptosis markers (Caspase-3,9, TUNEL assay) and decreased prognostic marker (Ki 67) and tumor vascular marker (CD 31) in the combination treatment in immunohistochemistry (IHC) analysis. In addition, this study also showed decreased pro-angiogenesis factors (VEGF, angiopoietin-1) and increased anti-angiogenesis factors (thrombospondin-1). In order to verify the synergistic effect of paclitaxel and JX-594, we investigated the anti-angiogenic properties of paclitaxel and JX-594 using human umbilical vascular endothelial cells (HUVEC). This was done by using conditioned media obtained from YCC-32 cells that had been treated with either paclitaxel, JX-594, or a combination of the both. The results indicated that there was a moderate effect on reducing the growth of HUVEC cells using conditioned media obtained from YCC-32 cells treated with combination therapy. We observed a decrease in VEGF in the combination therapy conditioned media by ELISA. Furthermore, using angiogenesis protein array analysis, we observed increased thrombospondin-1 (TSP-1) and decreased angiopoietin-2 (Ang-2) levels in the conditioned media treated with combination therapy compared to those treated with monotherapy. On the basis of our study, we found that JX-594, a tumor-specific oncolytic virus, exhibited a moderate level of anti-tumor efficacy in gastric cancer. In addition, when it was combined with paclitaxel, it showed enhanced anti-tumor effects both in vitro and in vivo. The combination synergism was observed through the decreased angiogenesis-related factors. This provides a promising approach for combination therapy with an oncolytic virus in gastric cancer. However, to fully understand the underlying mechanisms and determine the clinical applications of this combination, further studies are needed.
The prognosis for advanced gastric cancer is extremely poor and new effective treatments need to be developed. At present, platinum-based, fluoropyrimidine-based and paclitaxel-based combinations have been accepted as established first- and second-line treatment regimens throughout the world. JX-594 (SillaJen Inc., Seongnam-si, Republic of Korea), derived from the Wyeth vaccine strain, has been shown to have oncolytic, immunotherapeutic and tumour vascular disrupting mechanisms of action. This study aims to investigate the anti-tumour activity of JX-594 against gastric cancer and to explore potential predictive biomarkers. It will also clarify the synergism of the combination of paclitaxel and JX-594 in gastric cancer and identify the potential mechanism of synergism in vitro and in vivo. Forty-nine human gastric cancer (GC) cell lines were used to evaluate the anti-tumor activity of JX-594. The median ED50 (initial viral M.O.I. (multiplicity of infection) to achieve 50% cell killing compared to untreated control) was 0.37 PFU/cell (range 0.02-6.18). There is a need for a combination of strategies for the treatment of advanced gastric cancer. In addition, JX-594 replication in gastric cancer cells was not associated with cellular thymidine kinase (TK) expression levels and epidermal growth factor receptor (EGFR)/RAS/MAPK signaling pathway. Epstein-Barr virus (EBV)-associated GC subtype was relatively resistant to JX-594 in comparison to others. In addition, potential biomarkers that can be used to predict the efficacy of JX-594 were identified by analyzing RNA sequencing data from 49 GC cell lines. Genes associated with sensitivity to JX-594 in 49 GC cell lines were identified that were upregulated in G-protein signaling (GPR87, GRPR, PRDX5, MX1), interleukin production (IL1A, IL4I1) and vascular endothelial cell activation and dysfunction (OLR1, MMRN2). Paclitaxel has antiangiogenic and antiproliferative effects on endothelial and tumoral cells. The ED50 and IC50 (half maximal inhibitory concentration) of JX-594 and paclitaxel in YCC-32 cells were 0.01 MOI and 7.0 ng/mL, respectively. To evaluate the synergism of the two drugs in a dose-dependent manner, a combination of JX-594 and paclitaxel was used in YCC-32. Using the combenefit software, the combination treatment with JX-594 at 0.00125 - 0.01 MOI and paclitaxel at 3.5 - 7ng/ml showed synergistic anti-tumor efficacy. Additionally, the synergistic effect was evaluated in vivo xenograft mouse model. Paclitaxel, JX-594 and their combined treatment reduced tumor growth compared to control by 64.1%, 59.2% and 19.1% for YCC-32 xenografts, respectively. Compared to either treatment alone, the combination of JX-594 and paclitaxel significantly improved tumor growth inhibition. This study showed increased apoptosis markers (Caspase-3,9, TUNEL assay) and decreased prognostic marker (Ki 67) and tumor vascular marker (CD 31) in the combination treatment in immunohistochemistry (IHC) analysis. In addition, this study also showed decreased pro-angiogenesis factors (VEGF, angiopoietin-1) and increased anti-angiogenesis factors (thrombospondin-1). In order to verify the synergistic effect of paclitaxel and JX-594, we investigated the anti-angiogenic properties of paclitaxel and JX-594 using human umbilical vascular endothelial cells (HUVEC). This was done by using conditioned media obtained from YCC-32 cells that had been treated with either paclitaxel, JX-594, or a combination of the both. The results indicated that there was a moderate effect on reducing the growth of HUVEC cells using conditioned media obtained from YCC-32 cells treated with combination therapy. We observed a decrease in VEGF in the combination therapy conditioned media by ELISA. Furthermore, using angiogenesis protein array analysis, we observed increased thrombospondin-1 (TSP-1) and decreased angiopoietin-2 (Ang-2) levels in the conditioned media treated with combination therapy compared to those treated with monotherapy. On the basis of our study, we found that JX-594, a tumor-specific oncolytic virus, exhibited a moderate level of anti-tumor efficacy in gastric cancer. In addition, when it was combined with paclitaxel, it showed enhanced anti-tumor effects both in vitro and in vivo. The combination synergism was observed through the decreased angiogenesis-related factors. This provides a promising approach for combination therapy with an oncolytic virus in gastric cancer. However, to fully understand the underlying mechanisms and determine the clinical applications of this combination, further studies are needed.
주제어
#tumor-specific oncolytic virus paclitaxel gastric cancer 종양 선택적 살상 바이러스 파클리탁셀 위암
학위논문 정보
저자
김지형
학위수여기관
Graduate School, Yonsei University
학위구분
국내박사
학과
Department of Medicine
지도교수
Sun Young Rha
발행연도
2023
총페이지
ix, 46장
키워드
tumor-specific oncolytic virus paclitaxel gastric cancer 종양 선택적 살상 바이러스 파클리탁셀 위암
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