Herpes Simplex Virus Thymidine Kinase를 발현하는 두 개의 다른 특성을 가진 간암세포주의 Ganciclovir에 대한 감수성 및 Bystander효과 조사
Comparison of Two Different Hematoma Cell Lines Expressing Herpes Simplex Virus Thymidine Kinase (HSVtk) on Their Sensitivity and Bystanders Effect for Ganciclovir (GCV)
대한암학회지 1998년 30권 3호 p.553 ~ 560
소속 상세정보
서은정/Eun-Jung Suh
KMID : 0360319980300030553
Abstract
목 적 : Retroviral vector에 클로닝된 herpes simplex virus thymidine kinase(HSVtk)를
부착 의존성세포(anchorage-dependent cell)와 부착 비의존성세포(anchorage-independent
cell)인 두 간암세포로부터 각각 발현시킨 다음 이 세포들이 ganciclovir에 대해 가지는 감수
성과 bystander효과를 비교함으로써 암, 특히 간암의 치료에 쓰일 수 있는 기초 자료를 제
시하고자 하였다.
재료/대상 및 방법 : 부착 의존성세포로는 사람으로부터 유래된 HepG2와 부착 비의존성
세포로는 쥐로부터 유래된 N1-S1이 이용되었다. Retroviral vector인 PLtkSN에 클로닝된
HSVtk를 발현하는 세포들을 여러 세포 농도(100∼10,000 세포/60 mm dish)에서
ganciclovir(0∼100 μg/ml)에 의한 감수성을 조사하였고, 아울러 HSVtk를 발현하는 세포와
ganciclovir에 대해 원래의 세포와 동일한 감수성을 가지면서 β-galactosidase를 발현하는
세포들을 이용하여 bystander 효과를 조사하였다.
결 과 : 세포농도를 적게 하여 세포와 세포간 접촉이 없는 상태에서는 HSVtk를 발현하는
세포가 그렇지 않은 세포에 비해 수백배(200∼500배) 낮은 ganciclovir농도에서 그 성장이
억제되는 감수성을 나타내는데 반해, 세포농도를 높여 세포간의 접촉이 허용이 되는 경우에
같은 실험을 한 경우에서는 수천배(1,500∼4,000배) 낮은 ganciclovir 농도에서 그 성장이 억
제되는 감수성을 나타내었다. 그러나, HepG2인 경우에는 낮은 세포농도에서의 실험에 비해
높은 세포농도에서의 감수성이 약 20배 증가하는데 비해 부착 비의존성세포인 N1S1인 경우
에는 감수성이 약 3배만 증가하였다. 또한, 세포농도가 낮은 경우에는 HepG2와 N1-S1 모
든 경우에서 bystander 효과가 나타나지 않았으나, 세포농도가 높은 경우에는 HepG2인 경
우에는 HSVtk를 발현하는 세포가 50%되었을 때 bystander효과가 뚜렷하게 관찰되는 반면
N1-S1인 경우에는 HSVtk를 발현하는 세포가 90%이상이 되어야 그 효과가 관찰되기 시작
하였다. 이러한 일련의 실험과정에서 생쥐의 섬유아세포인 LM(TK-)를 이용하면 기존에 이
용되는 생쥐의 섬유아세포인 NIH3T3보다 쉽게 virus titer의 측정이 가능하다는 것도 아울
러 발견하였다.
결 론 : 부착 의존성세포와 부착 비의존성세포 모두에게서 HSVtk를 발현시켰을때
ganciclovir에 의한 감수성은 관찰되었으나 bystander 효과는 부착 의존성세포에서 강하게
나타났다. 이러한 결과는 HSVtk방법에 의해 간암 등 고형암을 치료하는 경우에 치료 후반
에 남는 잔류 암세포를 완전하게 제거하여 재발을 방지하기 위해서는 bystander효과에 의존
하기보다는 치료초기에 암세포로 HSVtk를 전달하는 효율 자체를 높여야 한다는 것을 나타
낸다.
#초록#
INTRODUCTION
Somatic gene therapy is a rapidly developing therapeutic approach for the treatment of
human diseases, especially in cancers. Use of suicide gene is one way to treat cancers.
The gene product of the herpes simplex virus thymidine kinase (HSVtk) gene, the most
widely used suicide gene, converts nontoxic nucleotide analog, ganciclovir (GCV), into a
highly logic phosphorylated GCV that acts as a chain terminator of DNA synthesis and
an inhibitor of DNA polymerase, selectively killing dividing cells. Such a strategy has
been used to treat experimental brain tumors through in vivo gene transfer with
retroviral-vector-producer cells. Subsequent in vivo applications of HSVtk gene with
GCV injection resulted in tumor reduction in several animal models although retroviral
HSVtk transduction of every cell is impossible. To explain the death of non-transduced
tumor cells, a bystander effect was hypothesized, where HSVtk expressed from cells is
able to cause the death of neighboring col]s that do not themselves express the gene.
Several mechanisms were proposed to explain the bystander effect; phagocytosis of
material from dying HSVtk expressing cells and gap-junctional intercellular
communication.
In this study, we compared two hepatocellular carcinoma cell lines in vitro with
different growth characteristics, one anchorage-dependent and the other
anchorage-independent cell line, by expressing HSVtk gene cloned onto a retroviral
vector and by measuring their sensitivity to GCV and the bystander effect.
Retroviral vector; Herpes simplex virus thymidine kinase; Ganciclovir; Hepatocellular carcinoma cell line; Bystander effect;
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