Cyclooxygenase (COX)-2 발현 Lewis Lung Carcinoma에서 선택적 COX-2 억제제의 항암 증진 효과

Abstract

선택적 COX-2 억제제가 신생혈관 생성을 억제하고 종양세포의 세포사멸을 증가시켜 종양의 성장을 둔화시키고 전이를 낮출 수 있다고 알려져 있다. 본 연구에서는 동물모델에서 방사선치료와 선택적 COX-2 억제제, celecoxib를 병용할 때 종양 성장 및 전이에 끼치는 영향을 알아보고자 하였다. 생후 6주된 C57/BL 수컷 마우스의 오른쪽 뒷다리에 Lewis Lung Carcinoma (LLC) 세포 1 X 106/0.1ml씩 주사하였다. 치료에 따라 다음과 같이 6군으로 나누었는데 1군-대조군, 2군-celecoxib 25mg/kg/일 복용, 3군-celecoxib 75mg/kg/일 복용, 4군-방사선치료 10 Gy 단독, 5군-방사선치료 10 Gy와 celecoxib 25mg/kg/일 복용, 6군-방사선치료 10 Gy와 celecoxib 75mg/kg/일, 각 군당 마우스 12두씩 배정하였다. 종양세포 주사 후 매주 3회씩 종양의 크기를 측정하여 종양 체적을 계산하였다. Celecoxib는 종양세포 주사한 날부터 매일 오후에 존대를 이용하여 복용하였다. 방사선치료는 대조군의 종양체적이 평균 500mm3 되었을 때 4 MV 광자선을 이용하여 종양 부위에 bolus를 덮고 종양에 국한하여 10 Gy/1회 조사하였다. 대조군의 평균 종양 체적이 4000mm3가 되었을 때 모든 마우스를 안락사하였고, 종양과 좌측 폐를 적출하였다. 전이된 종양 개수를 측정하기 위하여 적출된 폐는 포르말린 용액에 고정 후 H & E 염색을 시행하였다. 안락사 후 생쥐의 혈액에서 혈장을 분리하여 효소면역측정법으로 COX-2농도를 측정하였다. 각 군별 종양 평균 체적은 1군부터 6군까지 각각 3802.2 mm3, 3814.4 mm3, 2757.6 mm 3, 1942.1 mm3, 1874.3 mm3, 1319.3 mm3였다. 종양체적 변화를 대조군과 비교해 보면, celecoxib 75mg/kg을 섭취한 3군, 방사선치료가 시행된 4군, 방사선치료와 celecoxib 섭취가 병행된 5군과 6군은 모두 통계적으로 유의한 차이가 있었다(각각 p=0.0004, <0.0001, <0.0001, <0.0001). Celecoxib만 섭취한 경우 섭취 용량에 따라 종양 성장 정도가 차이가 있었는데 세포 주입 후 20일째 celecoxib 25mg/kg과 75mg/kg 섭취 군간의 종양 체적이 의미있는 차이가 있었다(p=0.0004). 또한, 방사선치료가 시행된 경우에도 celecoxib 75mg/kg 섭취군에서 25mg/kg 섭취군보다 종양 억제 효과가 뚜렷하였다(p=0.0144). 대조군의 모든 마우스에서 폐 전이 결절이 발견되었고, 처치군 2군부터 5군까지 폐 전이율은 각각 100%, 75.0%, 50.0%, 87.5%로 대조군과 뚜렷한 차이가 없었으나, 방사선치료와 celecoxib 75mg/kg을 섭취한 군의 폐 전이율은 25.0%로 대조군에 비해 현저히 낮았다. 폐 전이 결절 정도와 전체 마우스의 종양 체적을 분석해 보면 종양 체적에 따라 전이 종양 정도의 연관성이 뚜렷하였다(p<0.0001). 평균 폐 전이 결절 수가 대조군에서 2.2개 였으나 방사선치료와 celecoxib 75mg/kg을 섭취한 군에서는 0.5개로 현저히 낮았다. 전이된 결절 크기는 방사선치료와 병행하여 celecoxib 75mg/kg을 섭취한 군에서 제일 작았지만 처치군에 따라 전이 결절 크기의 뚜렷한 경향성은 찾을 수 없었다. 또한, 폐 전이가 있었던 마우스들에서 종양 체적과 전이 결절 크기의 상관관계는 없었다(p=0.2408). 혈장 내 COX-2 농도는 대조군에 비해 방사선치료와 celecoxib 75mg/kg을 처치한 군에서 통계적 의의에 근사하게 낮았다(p=0.0528). 세포주 이종이식편에서 선택적 COX-2 억제제인 celecoxib 75mg/kg 섭취시 대조군이나 celecoxib 25mg/kg 섭취시와 비교하여 혈장 내 COX-2 농도를 낮추고, 종양성장이 의의있게 억제됨을 알 수 있었다. 또한, celecoxib 75mg/kg를 방사선치료와 병행한 경우에 celecoxib만 섭취하거나 방사선치료만 시행한 경우보다 종양 성장 억제 효과가 더 뛰어나며 폐 전이도 줄일 수 있음을 확인하였다. 향후 다양한 세포주에 대한 선택적 COX-2 억제제와 방사선치료의 병행시 효과의 기전 연구 및 방사선치료시 통상분할조사(conventional fractionation)와 소분할조사(hypofractionation)에 따른 COX-2 억제제의 종양 억제 및 전이에 대한 비교 연구가 필요하겠다. 또한, 임상적으로 종양 억제 효과를 위해 celecoxib를 적용하기 위해서는 다양한 전임상 및 임상 연구가 필요하리라 생각된다.