인체 간암 세포주에 레트로바이러스를 이용한 Herpes Simplex Virus의 Thymidine Kinase 유전자의 형질도입이 Ganciclovir 감수성에 미치는 영향
Effects of Herpes Simplex Virus - Thymidine Kinase Gene Transduction into the Hepatocellular Carcinoma Cell Lines Using the Retrovirus on Ganciclovir Cytotoxicity
대한암학회지 1998년 30권 5호 p.1034 ~ 1043
소속 상세정보
김주항
송재진/장윤수/김은희/김재성/이희란/안중배/유내춘/정현철
KMID : 0360319980300051034
Abstract
서론
간암은 우리 나라에 흔한 악성종양의 하나로 대부분 만성 간염 후, 진행된 간경변을 동반
한 5 cm이상의 큰 간암으로 발견되는 경우가 많으며, 대부분의 환자는 진단 후 6개월 이내
에 사망하고 치료를 받지 않는 경우의 중앙생존 기간은 약 1∼4개월 정도로 대단히 예후가
불량한 암이다. 이와 같이 불량한 간암의 예후를 개선하기 위해서는 기존의 수술, 간동맥 내
항암제 주입법 및 방사선치료 외에도 유전자 치료와 같은 새로운 치료법의 개발이 절실한
상태이다. 유전자 치료는 유전적 결함을 교정하기 위하여 또는 특정 세포에 새로운 유전적
기능을 부여하기 위하여 세포 내에 유전자를 삽입하여 질병을 치료하는 방법으로 정의할 수
있다. 암에 대한 유전자 치료시의 전략으로는 p53와 같은 tumor suppressor gene, Herpes
simplex virus의 thymidine kinase(HSV-tk) 유전자와 같은 drug-sensitivity gene,
immunotherapy를 위한 interleukin 또는 tumor necrosis factor gene, 항암제 투여에 의한
골수 조혈간세포(hematopoietic stem cell)의 손상을 억제하여 고용량 또는 효과적인 화학요
법치료를 위한 MDR(multidrug resistance) 유전자의 이용, 그리고 antisense RNA를 합성하
기 위한 antisense DNA등의 이용 등이 있다. HSV-tk 유전자는 bacterial cytosine
deaminase gene과 같이 대표적인 drug susceptibility(suicide) 유전자로, HSV-tk 유전자의
산물은 guanosine analogue인 ganciclovir(GCV)를 인산화시켜 DNA 합성을 중단시킬 수 있
는 intermediate로 전환시켜 cell death를 유도한다. Culver등은 rat의 glioma 모델을 이용하
여 HSV-tk 유전자가 형질 도입된 세포가 전체 종양세포의 10%만 되어도 GCV의 투여로
종양의 완전퇴행이 가능함을 보고하여 bystander 효과를 HSV-tk 유전자를 이용한 유전자
치료의 장점으로 제시한바 있다. 본 연구는, 이러한 배경 하에, HSV-tk 유전자를
subcloning한 재조합 레트로바이러스(LNC/HSV-tk)를 제조하여 HSV-tk 유전자를 간암세
포주에 형질 도입할 때 in vitro 및 in vivo에서 항바이러스제인 GCV에 대한 간암세포주의
감수성의 변화여부를 규명하고자 계획되었다.
Purpose : Hepatocellular carcinoma (HCC) is one of the most common malignancy with
high mortality in Korea.4 new therapeutic modality such as gene therapy is necessary to
improve the prognosis of hepatoma patients. Therefore we investigated the preclinical
significance of Herpes simplex virus-thymidine kinase/ganciclovir (HSV-tk/GCV) gene
therapy model using the retroviral vector for HCC cell lines.
Materials and Methods : LNC/HSV-tk retroviral vector and PA317/LNC/HSV-tk
producer cell line were constructed. HSV-tk transduced HCC cells using the
LNC/HSV-tk retrovirus were selected by the G4l8 containing media. In vitro GCV
sensitivity test of the HCC cells was performed by MTf assay. To evaluate in vivo
GCV sensitivity, GCV was intraperitoneally injected after subcutaneous administration of
HCC cells into each flank of the nude mouse.
Results : HSV-tk gene transduction and expression in HCC cells were confirmed by
RT-PCR. HSV-tk transduced HCC cell lines (SK-Hepl/HSV-tk and Hep-3B/HSV-tk)
showed the marked GCV sensitivity comparing with the parental cell lines (SK-Hepl
and Hep-3B) by MTT assay (p<0.001). The MTT test revealed that SK-Hepl/HSV-tk
cells were more sensitive to GCV compare with that of Hep-3B/HSV-tk cells, and the
parent cell line showed minimal growth suppression by the GCV treatment. In 12 nude
mice received tumor cell mixtures of Hep-3B and Hep-3B/HSV-tk cells which contained
more than 50% of HSV-tk transduced cells, the tumor was not developed in 11 mice by
the intraperitoneal administration of GCV. The tumors developed in 1 of 6 mice and S
of 6 mice when mixtures contained 30% and 10% of HSV-tk transduced cells,
respectively. Five mice out of 6 mice received inoculum containing the mixtures of 70%
and 50% of HSV-tk transduced cells into each flank survived more than 6 month after
HSV-tk/GCV treatment.
Conclusion : HSV-tk gene transduced HCC cells showed the enhanced sensitivity to
GCV In nude mice HSV-tNGCV strategy for HCC seemed to be more effective when
tumor cell inoculum contained more than 30% of HSV-tk transduced HCC cells.
키워드
Gene therapy; Hematoma; HSV-tk; Ganciclovir; Retroviral factor;
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