암세포의 항암제 감수성 검정에 있어서 누드마우스의 효용

Abstract

[영문]

[한글]

암치료에 있어서 항암 화학요법제의 선택은 임상경험을 토대로 하고 있으나, 동일한 조

직 소견을 보이는 종양이 한 약제에 대하여 서로 다른 약제 감수성을 나타내는 경우가 많

다. 이는 약제에 의한 반응율이 높지 않고, 약제에 대한 내성 세포를 지닌 환자에게는 불

필요한 부작용만 줄 수 있는 결과가 되므로 각 환자 개인에게 개별적인 항암제를 선택하

여 줄 수 있는 방법의 개발이 요구되고 있다.

종양세포의 항암제에 대한 감수성을 예견할 수 있는 방법으로는 시험관내 항암제 감수

성 검사와 동물을 이용한 항암제 감수성 검사가 있는데 이때에 사용되는 동물은 T임파구

가 결여되어 사람 종양의 이식이 가능한 누드마우스가 이용되고 있다. 종양은 이미 여러

종류의 세포가 혼재하는 세포집단으로 배양 환경에 따라 종양 내외의 선택적 압력 (selec

tive pressure)에 의하여 세포집단이 형성될 수 있으며 이로 말미암아 항암제 감수성이

달라질 수 있다는 것이 중요한 문제점으로 인식되어 있다.

저자는 누드마우스를 이용한 항암제 감수성 검사의 가치를 평가하기 위하여 먼저 누드

마우스에의 종양 이식율을 검정하였으며, 선택현상을 관찰하기 위해 시험관내 배양 종양

세포와 이식 종양세포의 염색체수의 분포양상을 비교하였다. 다음으로 시험관내 배양 종

양세포 및 이식 종양세포의 항암제에 대한 감수성의 상관관계를 비교하였다.

대상 암세포는 환자에서 직접 얻은 갑상선 유두선암(MDK), 유방의 침윤성 유관암(NYR),

폐선암(LKO) 및 원발성 간암(KHM)의 초발성 배양세포 4종과 수립 세포주인 세기관지 폐

포암(A-549), 무색소성 악성 흑색종(MEL), 악성 혹색종(IGR3) 및 악성 임파종(Molt-4)세

포등 총 8종의 종양세포였다. 4∼6주령된 Balb/c 누드마우스를 animal isolator에서 사육

하면서 종양세포를 이식시켰다. 항암제로는 adriamycin, vincristine 및 cisplatinum을

사용하여 종양세포의 약제 감수성을 관찰하였다. 본 실험에서 얻어진 결과는 아래와 같다

.

1. 누드마우스에 이식시킨 8종의 사람 종양중 IGR3, MDK, MEL 및 A-549 4종(50%)만이 4

0%이상의 이식율을 보였다.

2. 세 종의 세포주 즉, A-549, MEL 및 MDK세포를 시험관내 및 누드마우스에서 배양한

후 2종류의 항암제에 대한 감수성검사를 시행한 바 두 방법의 감수성 결과가 일치했던 경

우는 50% 뿐이 었다.

3. 시험관내 배양 종양세포와 누드마우스 이식 종양세포의 염색체수 분포상의 변화를

비교한 결과 염색체수의 분포범위, 주종 세포집단의 구성이 서로 상이했었으며, 더우기 A

-549 및 MDK세포의 경우는 modal number가 변화되었음을 관찰하였다.

4. 약제 처리후 생존한 세포들의 염색체수의 분포 또한 두 군간 염색체수의 분포범위,

주종 세포집단의 구성, modal number를 서로 달리하는 집단이었음을 관찰하였다.

이상의 결과로써 누드마우스를 이용한 항암제 감수성검사와 시험관내 감수성검사 결과

는 서로일치하지 않음을 관찰한 바, 이는 시험관내 배양 종양세포 집단과 누드마우스 이

식 종양세포 집단이 서로 다르기 때문인 것으로 추정되었다. 따라서 항암제 감수성 결과

로서 시험관내 방법과 누드마우스를 이용한 방법은 어느 것이 보다 더 효용성이 높다는

우열을 판단할 수는 없다고 사료된다.

Evaluation of Chemosensitivity Assay for Human Tumor Cells Implanted into the Nude

Mico

Eun Hee Koh

Department of Medicine The Graduate School, Yonsei University

(Directed by Prof. Yun Woong Ko, M.D. and Prof. Won-Young Lee, Sc. D.)

Choosing chemotherapeutics for patients with a specific histologic type of cancer

is usually based on previous experience gained in treating many patients with the

same type of cancer. Reports have been accumulated that patients with the same

histologic type of cancer do not respond in the same fashion to the same

antineoplastic agents, suggesting that even within single histologic tumor type

considerable heterogeneity in responses may be expected.

The predictive tests for the responsiveness to cancer chemotherapy could be done

in vitro and in vivo assay using nude mice. Various tumors could be successfully

implanted into the athymic nude mice since T-cell mediated immunity is lacking. To

evaluate the in vivo chemosensitivity assay for human tumor cell using nude mice

model, I examined whether the newly selected different subpopulation of tumor cells

would be selected when the tumor cells were implanted into the nude mouse, which

might result in altered sensitivity to the chemotherapeutic agents. In order to

confirm the differences in population of tumor cells in two different system we

comparative1y examined chromosome number distribution of the tumor ceils in vitro

and in nude mouse Four primary cultured tumor cells, MDK(thyroid,papillary

adenocarcinoma), NYR(breast, infiltrating ducta lcarcinoma), LKO(lung,

abenocarcinoma), KHM(hepatocellular carcinoma) and four established cell lines,

A-549 (bronchioloalveolar cell carcinoma), MEL(amelanotic melanoma), IGR3(melanotic

melanoma), Molt4(malignant Iymphoma) were studied.

Only 4 of 8 tumor cell lines(50%) were implanted into nude mice in a rate of more

than 40%. Thus, chemosensitivity tests for all tumors were not possible. In vitro

chemosensitivity tests were done for A-549, MEL and MDK with 2 anticancer agents by

exposing for 1 hour. The drug concentrations were adriamycin 0.08∼0.8, vincristine

0.02∼0.2 and cisplatinum 0.04∼ 1 ug/ml. Only the half of results in vitro

chemosensitivity were compatible with those in nude mouse. In addition, I observed

that the range of chromosome numbers, modal number and predominant population of

tumor cells in vitro were different from those in nude mouse. The differences in

chromosomal distribution in tumor cells grown in vitro and in nude mouse appeared

to be responsible for the altered chemosensitivity noted in the two systems.

The major advantage of in vivo chemosensitivity test using nude mice is that

metabolism and diffusion of the drug in the system might be closely mimic the

behaviours in human body. However considering above results, chemosensitivity

results seen in nude mice system alone may not provide reliable data, since only

part of original population could survive in the animals and the results did not

agree with that from in vitro tests. Thus it is not possible to directly compare

the values obtained from in vitro and in nude mouse tests.