본 연구에서는 키토산이 암세포에 미치는 효과를 보기 위하여 암세포에 대한 세포독성효과, 키토산을 기존 항암제와 함께 사용하였을 때의 암세포에 대한 세포독성효과 및 암마우스에 대한 생명연장 효과의 변화를 관찰하여 암 치료 가능성을 조사하고자 하였다. 암세포인 K562세포나 Yac-1세포에 키토산을 단독으로 작용시켰을 때 암세포성장억제효과를, 기존항암제(mitomycin C, cisplatin, 5-fluorouracil)와 복합으로 작용시켰을 때 암세포성장억제효과의 상승효과를 보이고 암 마우스에서 키토산을 기존항암제와 복합으로 투여한 결과 생명연장효과를 보였다. 따라서 이러한 결과들은 앞으로의 추가적인 연구결과들이 있게 되면 임상에서의 암 치료에 키토산의 이용가능성을 시사한다 하겠다.
본 연구에서는 키토산이 암세포에 미치는 효과를 보기 위하여 암세포에 대한 세포독성효과, 키토산을 기존 항암제와 함께 사용하였을 때의 암세포에 대한 세포독성효과 및 암마우스에 대한 생명연장 효과의 변화를 관찰하여 암 치료 가능성을 조사하고자 하였다. 암세포인 K562세포나 Yac-1세포에 키토산을 단독으로 작용시켰을 때 암세포성장억제효과를, 기존항암제(mitomycin C, cisplatin, 5-fluorouracil)와 복합으로 작용시켰을 때 암세포성장억제효과의 상승효과를 보이고 암 마우스에서 키토산을 기존항암제와 복합으로 투여한 결과 생명연장효과를 보였다. 따라서 이러한 결과들은 앞으로의 추가적인 연구결과들이 있게 되면 임상에서의 암 치료에 키토산의 이용가능성을 시사한다 하겠다.
Cytotoxic anticancer chemotherapeutic agents generally produce severe side effects, while reducing host resistance to cancer and infections, especially through the destruction of lymphoid and bone marrow cells. In this study, we have investigated the effect of chitosan on cytotoxic activity against ...
Cytotoxic anticancer chemotherapeutic agents generally produce severe side effects, while reducing host resistance to cancer and infections, especially through the destruction of lymphoid and bone marrow cells. In this study, we have investigated the effect of chitosan on cytotoxic activity against cancer cells and life span in mice. The direct cytotoxicity of chitosan or chitosan-combinated chemotherapeutic agents for tumor cells was observed. In addition, the effect of life span extention was counted on sarcoma 180 mice injected with chitosan-combinated mitomycin C. The effect of growth inhibion for cancer cells, K562 and Yac-1 was shown in the cytotoxicity test of chitosan or chitosan-combinated chemotherapeutic agents. Also, the effect of life span extension was observed on sarcoma 180 mice injected with chitosan-combinated mitomycin C. Our results suggest that life span extension in sarcom 180 mice exposed with chitosan-combinated chemotherapeutic agents showed the probability of its usefulness for cancer therapy if more research results were accumulated.
Cytotoxic anticancer chemotherapeutic agents generally produce severe side effects, while reducing host resistance to cancer and infections, especially through the destruction of lymphoid and bone marrow cells. In this study, we have investigated the effect of chitosan on cytotoxic activity against cancer cells and life span in mice. The direct cytotoxicity of chitosan or chitosan-combinated chemotherapeutic agents for tumor cells was observed. In addition, the effect of life span extention was counted on sarcoma 180 mice injected with chitosan-combinated mitomycin C. The effect of growth inhibion for cancer cells, K562 and Yac-1 was shown in the cytotoxicity test of chitosan or chitosan-combinated chemotherapeutic agents. Also, the effect of life span extension was observed on sarcoma 180 mice injected with chitosan-combinated mitomycin C. Our results suggest that life span extension in sarcom 180 mice exposed with chitosan-combinated chemotherapeutic agents showed the probability of its usefulness for cancer therapy if more research results were accumulated.
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문제 정의
본 연구에서는 키토산이 암세포에 미치는 효과를 보기 위하여 암세포에 대한 세포독성효과, 키토산을 기존 항암제와 함께 사용하였을 때의 암세포에 대한 세포독성효과 및 암 마우스에 대한 생명연장 효과의 변화를 관찰하여 암 치료 가능성을 조사하고자 하였다. 암세포인 K562세포나 Yac-1 세포에 키토산을 단독으로 작용시켰을 때 암세포성장억제 효과를,기존항암제(mitomycin C, cisplatin, 5-fluorouracil)와 복합으로 작용시켰을 때 암세포성장억제효과의 상승효과를 보이고암 마우스에서 키토산을 기존항암제와 복합으로 투여한 결과 생명연장효과를 보였다.
본 연구에서는 키토산이 암세포에 미치는 효과를 보기 위하여 암세포에 대한 세포독성효과, 키토산을 기존 항암제와 함께 사용하였을 때의 암세포에 대한 세포독성효과 및 암 마우스에 대한 생명연장 효과의 변화를 관찰하여 암 치료 가능성의 조사를 목적으로 한다.
제안 방법
Sarcoma 180 세포를 PBS] 부유시킨 세포 부유액(l×106/ml) 1 ml씩을 마우스 복강 내에 주사하고 24시간 경과시킨 후 키토산 250 Ug과 mitomycin C 250, 125, 25 ㎍을 복강내로 복합투여하고 일주일이 경과 후 상기의 약제를 2차 투여하였다. 마우스의 생사는 매일 관찰하였으며 100일 동안 관찰하였다.
1). 기존으로 항암요법에서 사용되고 있는 약제와 복합으로 키토산을 작용시켰을 때의 암세포 성장 억제능을 보기 위하여 K562 세포에 mitomycin C와 키토산을 함께 작용시 켰다. mitomycin C 단독작용에 비하여 키토산을 포함시킨 mitomycin。군들에서 유의하게 성장 억제능을 나타냈다.
마우스의 생사는 매일 관찰하였으며 100일 동안 관찰하였다.
2). 상기와 마찬가지로 기존으로 항암요법에서 사용되고 있는 약제와 복합으로 키토산을 작용시켰을 때의 암세포 성장 억제 능을 보기 위하여 Yac-1 세포에 mitomycin C와 키토산을 함께 작용시켰다. mi tomycin C 단독작용에 비하여 키토산을 포함시킨 mito mycin C군들에서는 키토산의 농도가 높을 때 성장 억제 능이 높게 나타났다.
25 ㎍/ml amphotericin B (Gibco, Grand Island, USA)를 포함시킨 RPMI 1640 배지 (complete RPMI 1640) 로 부유 배양시켜 유지시켰다. 상기의 세포들을 96 wells plate에 well당 10,000개 (0.2 ml) 씩 분주하고 키토산 단독처리 의 경우 3, 10, 30 pg만을 투여하였으며 여기에 기존항암제인 mitomycin C 0.1, cisplatin 0.2, 5-fluorouracil 1.0 jig을 추가하여 복합작용의 효과를 보았다. 약제를 작용시 킨 후 plate는 5% CO2, 37℃ 그리고 충분한 습도가 유지되고 있는 배양기에 3일 동안 배양하였다.
대상 데이터
Sarcoma 180 세포는 한국생명공학센터에서 구입하여 BALB/c 마우스의 복강 내에 일주일 간격으로 암세포 부유액(1×106 cells/ml) 1 ml씩을 접종하여 계대 배양하면서 수거한 암세포를 사용하였다.
수용성 고분자 키토산(탈아세틸화한 N-acetyl-D-giuco- samine polymer, 평균분자량 200,000-1,000,000)은 우리 바이 오텍사(포천, 경기)의 제품을 사용하였고, mitomycin C는 Kyowa Hakko Kogyo Co. (Japan), cis-platinum (II) diamine dichloride (cisplatin)은 보령제약(안산, 경기), 5-fluorouracil 은 Sigma Co. (USA)의 제품을 사용하였다.
암컷 BALB/c 마우스로서 생후 8주 내외, 체중 25g 내외의 것을 한국 효창 사이언스(대구, 경북)로부터 구입하여 실험에 사용하였다.
데이터처리
실험성적은 평균 또는 평균士표준편차로 나타냈으며 각 군 간의 통계학적 검정에는 Studenfs t-test를 사용하고 P값이 0.05 미만일 때 의의 있는 차로 간주하였다
성능/효과
cisplatin과 키토산의 복합투여의 경우 키토산의 농도에 의존하여 억제능의 상승을 보였다. 5-FU와 키토산의 복합투여의 경우 높은 농도의 키토산 투여 군에서만 cisplatin 단독 투여 군에 비하여 억제능의 유의한 상승을 보였다(Table 2).
cisplatin과 키토산의 복합투여의 경우 너무 낮은 농도나 높은 농도에서는 cisplatin 단독 투여 군에 비하여 별다른 차이를 보이지 않았지만 일정 적정농도(10 ㎍/ml) 에서는억제능이 유의하게 상승하였다. 5-FU와 키토산의 복합투여의 경우 모든 농도의 키토산 투여군에서 5-FU 단독 투여군에 비하여 억제 능의 우의한 상승을 보였지만 비교적 키토산의 농도가 낮은 군들에서 그 효과 더 크게 나타났다(Table 1).
95 를 나타내어 키토산에 의한 세포독성의 상승효과가 모든 농도에서 나타났지만 유의성은 키토산 10 ㎍군에서만 나타났다. K562세포에 항암제 5-FU를 작용시켰을 때는 5.95를 나타냈으며 5-FU와 함께 키토산을 상기와 동량 작용시켰을 때 4.97, 4.99, 5.12를 나타내어 모든 군들에서 유의하게 세포독성의 상승효과를 보였다(Table 1).
S180암세포가 이입된 마우스(S180 마우스)의 복강 내로 키토산 250 ㎍만을 투여한 후의 마우스 평균생존일수는 키토산 비 노출군인 S180마우스 대조군에 비하여 단축되었으며 mitomycin C 25 ㎍만을 투여한 군과 여기에 키토산 250 ㎍을 혼합하여 투여한 군에서는 연장효과를 보였다. 즉, 대조군이 25.
01). Yac-L세포에 항암제 5-FU를 작용시켰을 때는 4.10을 나타냈으며 5-FU와 함께 키토산을 상기와 동량 작용시켰을 때 3.97, 3.93, 3.73을 나타내어 30 ㎍ 군에서만 세포독성의 유의한 상승효과를 보였다(P<0.01)(Table 2).
따라서 mitomycin C에 대한 키토산의 생명연장효과는 나타나지 않았다. mitomycin C 125 11g만을 투여한 군에서는 평균생존일수가 44.20일인 반면 mitomycin C 125 ㎍ + 키토산 250 ㎍군에서는 58.50일로 나타남으로서 키토산에 의한 유의한 생명연장효과를 보였다(P<0.01). mitomycin C 250 ㎍만을 투여한 군에서는 평균 생존일수가 40.
상기와 마찬가지로 기존으로 항암요법에서 사용되고 있는 약제와 복합으로 키토산을 작용시켰을 때의 암세포 성장 억제 능을 보기 위하여 Yac-1 세포에 mitomycin C와 키토산을 함께 작용시켰다. mi tomycin C 단독작용에 비하여 키토산을 포함시킨 mito mycin C군들에서는 키토산의 농도가 높을 때 성장 억제 능이 높게 나타났다. cisplatin과 키토산의 복합투여의 경우 키토산의 농도에 의존하여 억제능의 상승을 보였다.
89일로 나타남으로서 키토산에 의한 생명 연장 효과를 보이지 않았다. 각 군별 생존일수가 100일 이상인 마우스의 수는 키토산 250 Jig군이 2, mitomycin C 125 ㎍ 군이 5, mitomycin C 125 ㎍ + 키토산 250 ㎍군이 4, mito mycin C 250 ㎍군이 1, mitomycin C 250 ㎍ + 키토산 250 ㎍군이 1마리로 나타났다(Table 3).
기존의 항암 요법제와 복합으로 키토산을 작용시켰을 때 sarcoma 180마우스의 생명연장효과를 본 실험에서 키토산 단독의 투여 군은 대조군보다 생존일수가 더 줄어드는 것을 볼 수 있었지만 100일 이상 살아남는 마우스가 대조군에서는 없는데 비하여 2마리가 살아 남았다. Mitomycin C, 25 ㎍과키토산을 복합투여한 군은 mitomycin C 단독투여군과 생존일수에 별 차이를 나타내지 않았다.
본 실험에서는 시험관내에서 사람 암세포 K562에 대한 키토산의 직접적인 세포성장 저해 능을 보기 위한 실험에서 유의성 있는 저해능을 보였으며 키토산의 농도에 따른 차이는 보이지 않았다. 즉, 낮은 농도에서도 효과를 나타냈으며 농도를 올려도 저해 능의 상승을 볼 수 없었다(Fig.
시험관내에서 마우스 암세포 Yac-1 에 대한 키토산의 직접적인 세포 성장 저해 능을 보기 위한 실험에서 일정농도(1。 ㎍/ml) 이상에서 유의성 있는 저해능을 보였다. 즉, 낮은 농도에서는 효과를 나타내지 않았으며 농도를 올렸을 경우 저해 능의 상승을 볼 수 있었다(Fig.
조사하고자 하였다. 암세포인 K562세포나 Yac-1 세포에 키토산을 단독으로 작용시켰을 때 암세포성장억제 효과를,기존항암제(mitomycin C, cisplatin, 5-fluorouracil)와 복합으로 작용시켰을 때 암세포성장억제효과의 상승효과를 보이고암 마우스에서 키토산을 기존항암제와 복합으로 투여한 결과 생명연장효과를 보였다. 따라서 이러한 결과들은 앞으로의 추가적인 연구결과들이 있게 되면 임상에서의 암 치료에 키토산의 이용가능성을 시사한다 하겠다.
즉, 세포독성은 62세포(1×104)에 ml당 시료를 3, 10, 30 ㎍ 작용시켰을 때 각 각 5.16, 5.35, 5.23을 나타낸 반면 대조군에서는 6.19를 나타냄으로서 통계학적 유의 성을 보였다(P<0.01)(Fig. 1). K562세포에 항암제 mitomycin C를 작용시켰을 때는 4.
즉, 세포독성은 Yac-1 세포(1×104)에 ml당 시료를 3, 10, 30 ㎍ 작용시 켰을 때 각각 5.96, 5.06, 5.36을 나타낸 반면 대조군에서는 6.13을 나타냄으로서 10, 30 ㎍군들에서 통계학적 유의성을 보였다(P<0.01)(Fig. 2). Yac-1 세포에 항암제 mitomycin C를 작용시켰을 때는 2, 65를 나타냈으며 mito- mycin C와 함께 키토산을 상기와 동량 작용시켰을 때 253, 2.
후속연구
암세포인 K562세포나 Yac-1 세포에 키토산을 단독으로 작용시켰을 때 암세포성장억제 효과를,기존항암제(mitomycin C, cisplatin, 5-fluorouracil)와 복합으로 작용시켰을 때 암세포성장억제효과의 상승효과를 보이고암 마우스에서 키토산을 기존항암제와 복합으로 투여한 결과 생명연장효과를 보였다. 따라서 이러한 결과들은 앞으로의 추가적인 연구결과들이 있게 되면 임상에서의 암 치료에 키토산의 이용가능성을 시사한다 하겠다.
참고문헌 (27)
Eroğlu, Muzaffer, Irmak, Ster, Acar, Abuzer, Denkbaş, Emir Baki.
Design and evaluation of a mucoadhesive therapeutic agent delivery system for postoperative chemotherapy in superficial bladder cancer.
International journal of pharmaceutics,
vol.235,
no.1,
51-59.
Howling, Graeme I, Dettmar, Peter W, Goddard, Paul A, Hampson, Frank C, Dornish, Michael, Wood, Edward J.
The effect of chitin and chitosan on the proliferation of human skin fibroblasts and keratinocytes in vitro.
Biomaterials,
vol.22,
no.22,
2959-2966.
Kato, Yoshinori, Onishi, Hiraku, Machida, Yoshiharu.
Efficacy of lactosaminated and intact N-succinyl-chitosan-mitomycin C conjugates against M5076 liver metastatic cancer.
Journal of pharmacy and pharmacology,
vol.54,
no.4,
529-537.
Kato, Yoshinori, Onishi, Hiraku, Machida, Yoshiharu.
Lactosaminated and intact N-succinyl-chitosans as drug carriers in liver metastasis.
International journal of pharmaceutics,
vol.226,
no.1,
93-106.
Kimura, Yoshiyuki, Sawai, Naoki, Okuda, Hiromichi.
Antitumour activity and adverse reactions of combined treatment with chitosan and doxorubicin in tumour-bearing mice.
Journal of pharmacy and pharmacology,
vol.53,
no.10,
1373-1378.
Mitra, S, Gaur, U, Ghosh, P.C, Maitra, A.N.
Tumour targeted delivery of encapsulated dextran–doxorubicin conjugate using chitosan nanoparticles as carrier.
Journal of controlled release : official journal of the Controlled Release Society,
vol.74,
no.1,
317-323.
Shikata, Futoshi, Tokumitsu, Hiroyuki, Ichikawa, Hideki, Fukumori, Yoshinobu.
In vitro cellular accumulation of gadolinium incorporated into chitosan nanoparticles designed for neutron-capture therapy of cancer.
European journal of pharmaceutics and biopharmaceutics : official journal of Arbeitsgemeinschaft für Pharmazeutische Verfahrenstechnik e.V,
vol.53,
no.1,
57-63.
Suzuki, K., Mikami, T., Okawa, Y., Tokoro, A., Suzuki, S., Suzuki, M..
Antitumor effect of hexa-N-acetylchitohexaose and chitohexaose.
Carbohydrate research,
vol.151,
403-408.
Mori, Takashi, Okumura, Masahiro, Matsuura, Mitsunobu, Ueno, Keisuke, Tokura, Seiichi, Okamoto, Yoshiharu, Minami, Sabro, Fujinaga, Toru.
Effects of chitin and its derivatives on the proliferation and cytokine production of fibroblasts in vitro.
Biomaterials,
vol.18,
no.13,
947-951.
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