목적: Bisphosphonate(BPs)는 endogenous pyrophosphates의 유사체로 Paget's disease, 골다공증, 종양 유발성 골용해와 같은 골격계 질환의 치료에 쓰이고 있으며, 유방암의 골파괴성 전이에 대한 치료제로 사용되어 지고 있다. 골전이의 양상이 골흡수성 및 골생성이 혼합되어 나타나는 전립선암의 전이에서도 치료제의 하나로 이용되고 있다. BPs는 파골세포성 골흡수가 과하게 일어난 질환에 대해서는 비교적 널리 알려져 있지만, 골종양 세포에 대한 직접적인 효과에 대해서는 아직 밝혀져 있지 않다. 가장 강력한 질소 함유(nitrogen-containing) BPs인 Zoledronic acid(ZOL)로서 골육종이 발현된 nude mouse model을 이용하여 ZOL의 종양 억제능을 생체내 실험으로 확인하고자 하였다. 대상 및 방법: 인간 골육종 세포주로는 MG-63과 HOS 골육종 세포주를 이용하였고, 종양의 크기 변화를 육안으로 확인하기 위하여 GFP 유전자가 형질 전환된 MG-63-GFP, HOSGFP 세포를 6주령된 수컷 마우스 10마리에 각각 피하주사하여 종양의 조각이 $3{\times}3{\times}3$ mm이 될 때까지 사육한 후, ZOL을 120 ug/kg의 농도로 일주일에 2번 피하에 주사하였다. 종양의 크기를 일주일에 두 번씩 측정하고, 형광조명을 이용하여 촬영하였다. 결과: HOS 골육종 세포주를 이용한 생체실험에서 대조군의 종양의 평균 크기는 2,520 $mm^3$이며 ZOL 투여군은 131 $mm^3$로서 94%의 감소를 보이며, MG-63 골육종 세포주를 이용한 생체실험에서는 대조군의 종양의 평균 크기는 2,866 $mm^3$이며 실험군은 209 $mm^3$로서 72%의 감소를 보였다(P<0.05). 결론: Nude mouse를 이용한 생체실험에서 ZOL은 골육종의 세포사멸에 직접적인 영향을 미치며 이것은 앞으로 골육종 치료의 약제중 하나로 선택되어 질수 있다고 판단되며, 종양세포주에 따라 ZOL의 영향이 다를 수 있으므로 ZOL에 감수성 있는 종양세포를 찾아 적용하는 것이 좋을 것으로 사료된다.
목적: Bisphosphonate(BPs)는 endogenous pyrophosphates의 유사체로 Paget's disease, 골다공증, 종양 유발성 골용해와 같은 골격계 질환의 치료에 쓰이고 있으며, 유방암의 골파괴성 전이에 대한 치료제로 사용되어 지고 있다. 골전이의 양상이 골흡수성 및 골생성이 혼합되어 나타나는 전립선암의 전이에서도 치료제의 하나로 이용되고 있다. BPs는 파골세포성 골흡수가 과하게 일어난 질환에 대해서는 비교적 널리 알려져 있지만, 골종양 세포에 대한 직접적인 효과에 대해서는 아직 밝혀져 있지 않다. 가장 강력한 질소 함유(nitrogen-containing) BPs인 Zoledronic acid(ZOL)로서 골육종이 발현된 nude mouse model을 이용하여 ZOL의 종양 억제능을 생체내 실험으로 확인하고자 하였다. 대상 및 방법: 인간 골육종 세포주로는 MG-63과 HOS 골육종 세포주를 이용하였고, 종양의 크기 변화를 육안으로 확인하기 위하여 GFP 유전자가 형질 전환된 MG-63-GFP, HOSGFP 세포를 6주령된 수컷 마우스 10마리에 각각 피하주사하여 종양의 조각이 $3{\times}3{\times}3$ mm이 될 때까지 사육한 후, ZOL을 120 ug/kg의 농도로 일주일에 2번 피하에 주사하였다. 종양의 크기를 일주일에 두 번씩 측정하고, 형광조명을 이용하여 촬영하였다. 결과: HOS 골육종 세포주를 이용한 생체실험에서 대조군의 종양의 평균 크기는 2,520 $mm^3$이며 ZOL 투여군은 131 $mm^3$로서 94%의 감소를 보이며, MG-63 골육종 세포주를 이용한 생체실험에서는 대조군의 종양의 평균 크기는 2,866 $mm^3$이며 실험군은 209 $mm^3$로서 72%의 감소를 보였다(P<0.05). 결론: Nude mouse를 이용한 생체실험에서 ZOL은 골육종의 세포사멸에 직접적인 영향을 미치며 이것은 앞으로 골육종 치료의 약제중 하나로 선택되어 질수 있다고 판단되며, 종양세포주에 따라 ZOL의 영향이 다를 수 있으므로 ZOL에 감수성 있는 종양세포를 찾아 적용하는 것이 좋을 것으로 사료된다.
Purpose: Bisphosphonates (BPs) are the analogues of endogenous pyrophosphates: they have been used in the treatment of skeletal diseases such as Paget's disease, osteoporosis, and tumorinducing ostelysis, and are used in treatment of osteolytic metastasis of breast cancer recently. They are also use...
Purpose: Bisphosphonates (BPs) are the analogues of endogenous pyrophosphates: they have been used in the treatment of skeletal diseases such as Paget's disease, osteoporosis, and tumorinducing ostelysis, and are used in treatment of osteolytic metastasis of breast cancer recently. They are also used as one of the therapeutic agents for metastasis of prostatic cancer of which metastasis makes the mixed nature of osteolysis and ostegenesis. Although the action mechanism of BPs are well known for diseases with excessive osteoclastic bone resorption, the direct effect of BPs has not been known yet. This study was intended to see the tumor suppression capability of Zoledronic acid(ZOL) using nude mouse with osteosarcoma. Materials and Methods: MG-63 and HOS osteosarcoma cell lines were used and the transforemed MG-63-GFP and HOS-GFP cells, which were made for detection under fluorescent light, were subcutaneously injected to make osteosarcoma. The five 6-week male mice were used for the experiment at each group. After the injection, mice were cultivated until tumor pieces grow up to $3{\times}3{\times}3$$mm^3$ and ZOL of 120 ug/kg was subcutaneously injected twice a week. Sizes of tumor were measured twice a week and photographed under fluorescent light. Results: In in vivo test with HOS osteosarcoma cell lines, mean size of tumors was 2,520 $mm^3$ in control group and was 131 $mm^3$ in ZOL group, which showed 94% of reduction comparing with the control ; with MG-63 osteosarcoma cell lines, mean size of tumors was 2,866 $mm^3$ in control group and was 209 $mm^3$ in test group with 72% of reduction (p<0.05). Conclusion: In in vivo tests with nude mice, we suggest that ZOL has direct effect on osteosarcoma cells and it would be used as one of the therapeutic agents for osteosarcoma, especially to ZOL-sensitive osteosarcoma cells.
Purpose: Bisphosphonates (BPs) are the analogues of endogenous pyrophosphates: they have been used in the treatment of skeletal diseases such as Paget's disease, osteoporosis, and tumorinducing ostelysis, and are used in treatment of osteolytic metastasis of breast cancer recently. They are also used as one of the therapeutic agents for metastasis of prostatic cancer of which metastasis makes the mixed nature of osteolysis and ostegenesis. Although the action mechanism of BPs are well known for diseases with excessive osteoclastic bone resorption, the direct effect of BPs has not been known yet. This study was intended to see the tumor suppression capability of Zoledronic acid(ZOL) using nude mouse with osteosarcoma. Materials and Methods: MG-63 and HOS osteosarcoma cell lines were used and the transforemed MG-63-GFP and HOS-GFP cells, which were made for detection under fluorescent light, were subcutaneously injected to make osteosarcoma. The five 6-week male mice were used for the experiment at each group. After the injection, mice were cultivated until tumor pieces grow up to $3{\times}3{\times}3$$mm^3$ and ZOL of 120 ug/kg was subcutaneously injected twice a week. Sizes of tumor were measured twice a week and photographed under fluorescent light. Results: In in vivo test with HOS osteosarcoma cell lines, mean size of tumors was 2,520 $mm^3$ in control group and was 131 $mm^3$ in ZOL group, which showed 94% of reduction comparing with the control ; with MG-63 osteosarcoma cell lines, mean size of tumors was 2,866 $mm^3$ in control group and was 209 $mm^3$ in test group with 72% of reduction (p<0.05). Conclusion: In in vivo tests with nude mice, we suggest that ZOL has direct effect on osteosarcoma cells and it would be used as one of the therapeutic agents for osteosarcoma, especially to ZOL-sensitive osteosarcoma cells.
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문제 정의
이에 저자들은 인간 골육종 세포주에서 대표적인 HOS, MG-63 세포주에 대하여 nude mouse에 골육종세포를 주입하여 ZOL과 약제처리를 하지 않은 대조군과 tumor mass의 성장을 비교하여 ZOL의 종양 억제 효과를 확인하고자 하였다.
제안 방법
종양의 조각이 3×3×3 mm이 될 때까지 사육한 후, ZOL을 120 ug/kg의 농도로 일주일에 2번 피하에 주사하였다. 마우스의 무게와 종양의 크기는 일주일에 두 번 측정하였으며 종양의 크기는 digital caliper를 사용하여 측정하였다. 종양의 부피는 종양의 가로와 세로의 평균값을 사용하여 4/3πr3에 적용하여 계산하였으며 통계는 The two-tailed, unequal variance Student’s t test(SPSS)를 이용하였다.
배양 용기에서 20 %정도 자란 MG-63, HOS세포에 PT67/pLGFP-METSN 또는 pLGFPSN의 supernatant를 배양액과 1:1로 혼합하고 polybrene 8ug을 첨가하여 12시간동안 노출시켰다. 이후에 새로운 배지로 교환하고 G418 400ug/ml 첨가하여 형질전환된 세포들만을 유지시켰다.
종양의 부피는 종양의 가로와 세로의 평균값을 사용하여 4/3πr3에 적용하여 계산하였으며 통계는 The two-tailed, unequal variance Student’s t test(SPSS)를 이용하였다. 종양을 크기변화를 육안으로 관찰하기 위하여 형광조명을 이용하여 촬영하였다.
GFP 유전자가 형질전환된 MG-63-GFP, HOS-GFP 세포를 피하에 2×107개를 주사하여 종양이 자라도록 하였다. 종양의 조각이 3×3×3 mm이 될 때까지 사육한 후, ZOL을 120 ug/kg의 농도로 일주일에 2번 피하에 주사하였다. 마우스의 무게와 종양의 크기는 일주일에 두 번 측정하였으며 종양의 크기는 digital caliper를 사용하여 측정하였다.
대상 데이터
Charles river 사에서 공급 받은 6주령 된 수컷BALB/cAnN/CriBgi-nu/nu 마우스 20마리를 사용하여 실험하였다. GFP 유전자가 형질전환된 MG-63-GFP, HOS-GFP 세포를 피하에 2×107개를 주사하여 종양이 자라도록 하였다.
Charles river 사에서 공급 받은 6주령 된 수컷BALB/cAnN/CriBgi-nu/nu 마우스 20마리를 사용하여 실험하였다. GFP 유전자가 형질전환된 MG-63-GFP, HOS-GFP 세포를 피하에 2×107개를 주사하여 종양이 자라도록 하였다. 종양의 조각이 3×3×3 mm이 될 때까지 사육한 후, ZOL을 120 ug/kg의 농도로 일주일에 2번 피하에 주사하였다.
Zoledronic acid는 조메타 주사(Novartis Pharmaceuticals Ltd., Australia)를 사용하였다.
본 실험에서 사용한 골육종 세포는 HOS 와 MG63 계대세포주를 한국세포주은행으로부터 분양받아 사용하였고 HOS 세포주의 세포배양액은 RPMI medium 1640에 10% fetal bovine serum (FBS ,U.S.Bio., USA), 0.2% sodium bicarbonate (Sigma, USA), 1ml 당 50 μg의 gentamicin sulfate(Gibco, USA)을 첨가하여 사용하고 MG63 세포주의 세포배양액은 Eagle’s minimum essential medium (EMEM)에 10% fetal bovine serum (FBS, U.S.Bio., USA),0.22% sodium bicarbonate (Sigma, USA), 1ml 당 50 μg의 gentamicin sulfate(Gibco, USA )을 첨가하여 5% CO2 배양기에서 배양하였다. 세포가 자라서 세포단층을 이루면, 이를 유지하기 위하여 계대배양을 실시하였다.
데이터처리
마우스의 무게와 종양의 크기는 일주일에 두 번 측정하였으며 종양의 크기는 digital caliper를 사용하여 측정하였다. 종양의 부피는 종양의 가로와 세로의 평균값을 사용하여 4/3πr3에 적용하여 계산하였으며 통계는 The two-tailed, unequal variance Student’s t test(SPSS)를 이용하였다. 종양을 크기변화를 육안으로 관찰하기 위하여 형광조명을 이용하여 촬영하였다.
성능/효과
결과에 의하면 HOS 경우 대조군의 종양의 평균 크기는 2,520 mm3이며 실험군은 131 mm3로서 94%의 감소를 보이며, MG-63 경우 대조군의 종양의 평균 크기는 2,866 mm3이며 실험군은 209 mm3로서 72%의 감소를 보였다(Table 1). 이 결과는 Z O L을 약제로 사용한 실험군이 대조군에 비해 종양의 성장이 효과적으로 억제되는 의미한다.
이 결과는 Z O L을 약제로 사용한 실험군이 대조군에 비해 종양의 성장이 효과적으로 억제되는 의미한다. 이 결과는 T-test의 통계처리 결과 P<0.05으로 유효한 결과를 보여 준다(Fig. 1,2,3).
로서 72%의 감소를 보였다(Table 1). 이 결과는 Z O L을 약제로 사용한 실험군이 대조군에 비해 종양의 성장이 효과적으로 억제되는 의미한다. 이 결과는 T-test의 통계처리 결과 P<0.
후속연구
ZOL은 in vivo 실험에서도 골육종의 분화와 생존에 직접적인 영향을 미치며, 이것은 앞으로 골육종 치료의 약제로 선택될 수 있다고 판단되며, ZOL에 감수성 있는 종양세포을 찾아 적용하는 것이 좋을 것으로 사료된다.
이러한 결과는 유방암에서 ZOL과 taxol의 상승작용를 주장한 Jadgev 등의 보고와는 대조적이다12). 그러나 앞으로 in vivo 실험에서도 ZOL과 다른 항암제와의 상승효과를 비교하는 연구가 필요할 것으로 사료된다.
골육종의 종괴가 대조군에 비하여 현격히 줄어드는 동물실험을 한 것은 본 연구가 처음 보고하는 것이다. 앞으로 동물 실험을 통해 여러 종류의 종양 세포주를 이용한 실험과 항암제 병용 투여에 대한 실험과 ZOL의 감수성 있는 골육종의 확인 등을 통해 ZOL의 임상적 이용을 위한 연구가 필요하리라사료된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
골육종이란 무엇인가?
골육종은 어린이와 청소년에서 가장 흔히 발생하는 원발성 악성 골종양으로 전체 악성종양 중 0.9%를 차지한다18).
골육종이 BPs를 이용한 치료의 좋은 대상이 되는 이유는 무엇인가?
골육종은 BPs가 연부조직종양에 비해 높은 농도로 침투하기 때문에 BPs를 이용한 치료의 좋은 대상이 된다.
Bisphosphonate는 어디에 광범위하게 이용되고 있는가?
BPs는 파골세포 매개 골 흡수 억제의 가장 중요한 종류이고, 이것은 Paget씨 병, 폐경후 골다공증, 종양 유발성 골용해와 같은 골격계 질환의 치료에 광범위하게 이용되고 있다.
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