항암제가 DMBA-유도 마우스 임파종에 미치는 영향에 관한 세포 유전학적 연구

Abstract

[영문]

[한글]

생쥐를 7, 12-dimethylbenz(a)-anthracene(DMBA)으로 처리하여 육종과 임파종을 유발시

킬 수 있다는 것은 일찌기 Lewis(1939)와 Engelbreth-Holm과 Lefevre(1941)에 의해서 발

표된 바 있으며 그후 많은 학자들에 의해서 추시되었다. 유발된 종양은 다른 동물에 이식

이 가능하며 생체외에서 배양도 가능하여 이러한 암세포를 사용한 여러가지 실험이 시행

되고 있다.

항암화학요법의 시작은 1946년 Gilman과 Philips에 의하여 nitrogen mustard가 마우스

임파종에 항암작용이 있다고 발표된 것에서 비롯하며 그후 많은 alkylating agents, anti

metabolites, antibiotics, vinca alkaloids, hormones등 항암제가 소개되고 있다. 많은

항암제 중 actinomycin D, mitomycin C 그리고 methotrexate에 있어서는 분자상호작용이

나 생체내에서의 발암작용 및 항암작용에 관하여는 비교적 잘 알려져 있으나 세포소멸율(

cell killing)과 염색체이상 발생과의 관계에 대해서는 아직 연구가 미진하다. 그러나 동

물에 유도된 암세포를 배양해서 각종항암제가 이들 세포에 미치는 영향을 연구할 수 있게

되어 생체내에서의 항암작용과 세포배양에서의 세포독성 (cytotoxicity)에 깊은 상호관

계가 있는 것을 알게 되었다.

Allen과 Latt(1976)는 마우스에서 돌연변이 물질의 새로운 검사법인 자매분체교환(SCE)

형성을 연구하였고 Tumbull등(1979)은 항암제 Cis-Platinum(II)가 동물세포에서 돌연변

이, 형질변화, 자매분체교환을 유발하는 것을 발표하였다. 이와같이 항암제 투여후 유발

되는 염색체 변이에 관한 연구가 많음에도 불구하고 그 근본적인 기전은 아직까지 정착히

규명되지 못하고있다.

따라서 저자는 DMBA로 유도한 마우스 인파종세포에 몇가지 중요한 항암제를 투여한후 S

CE빈도를 조사함으로서 이들 항암제의 새포유전학적 효과를 관찰하고 세포 소멸율과의 상

호관게를 분석하고자 본 연구를 시행하였다. 실험결과를 요약하면 다음과 같다.

1. DMBA 100μg을 신생 ICR마우스에 피하주사하여 평균 13.6주 후에 임파종를 발생시켰

으며, 발생율은 64.45이었다.

2. 암세포의 세포생존율(plating efficiency=PE)은 대조군에서는 3.62%이었고, 함암제

처리군에서는 약제의 농도가 높을수록 PE가 감소되었다.

3. 항암게 처리후 염색분체와 염색체의 절단, 염색분체교환등의 이상 유발이 보였고,

농도에 따라 이상율이 증가하였으며, 항생제계의 actinomycin D와 mitomycin C보다 항대

사제인 methotrexate처리군에서는 고농도에서 현저한 이상이 나타났다.

4. 자매분체교환율은 항암제의 농도가 높을수록 현저히 증가되었으며 염색체 이상 보다

10배이상의 빈도로 관찰되었다.

이상의 결과로서 3종의 항암제들은 모두 염색체 이상을 일으키는 동시에 자매분체교환

을 많이 일으킴으로시 세포를 죽이는 것으로 사료되었다.

Cytogenetic Effects of Anticancer Drugs on DMBA-Induced Monse Lymphoma Cells

Kwan Sub Chung

Department of Medical Science The Graduate School, Yonsei University

(Directed by Professors Dong Sik Kim, M.D., Duk Jin Yun, M.D.)

The 7, 12-dimethylbenz(a)anthracene(DMBA) is known to induce sarcomas especially

malignant lymphomas and several other types of tumors in mice, rats, and hamsters.

These tumers are able to grow in vitro. Cell culture techniques have been widely

used to assay the cytotoxic action of antitumor agents against several cell lines

that were derived from malignant human and animal tissues.

Antitumor therapy is toward suppressing cell proliferation. Therefore antitumor

agent can be defined only in terms of decreasing cellular reproductive capacity.

Drug-induced cell killing can be measured by plating efficiency method. Antitumor

agents also produce chromosome aberrations by reacting with base pair of DNA and

consequently inhibit nucleic acid synthesis (Nowell, 1964: Ostertag and Kersten,

1965; Arrighi and Hsu, 1965; Kersten, 1975).

The purpose of this study is to investigate cell killing and cytogenetic effects

of actinomycin D, mitomycin C and methotrexate on DMBA-induced mouse lymphoma

cells.

In this experiment, 100μg of DMBA twas injected to newborn ICR mice and

lymphomas were obtained after approximately 14 weeks. The lymphoma tissues were

cultured and were treated with 0.05μg to 0.5μg/ml of actinomycin D, 0.1μg to

2.Oμg/ml of mitomycin C and 0.5μg to 10.0μg/ml of methotrexate for 18 hours. The

ability of cell killing was examined by plating effeciency(PE) method and

chromosome aberrations were examined by the technique of air drying followed by

Giemsa stain. Sliders for the examination of sister chromatid exchanges(SCE) were

made by fluorecense plus Giemsa method.

The results are summarized as follows :

1. DMBA(100μg) induced malignant lymphoma in 64.4% of newborn ICR mice after

approximately 13.6 weeks.

2. In control, the plating effeiciency was 3.62% and in gruups of anticancer drug

treatment, the plating efficiencies decreased along with the increasing

concentrations of agents.

3. Chromatic and chromosome breaks and chromatic exchanges were the main types of

chromosome aberrations, which were found in all experimental groups.

4. The SCE increased along with increasing concentration of anticancer agents and

SCE were found approximately 10 times higher than chromosome aberrations.

In conclusion, all three antitumor agents studied in this experiment induced

chromosome aberrations and SCE and thereby lead to inhibition of cell division

resulting in cell killing.