In Vitro Intrinsic Radiosensitivity Of Human Squamous Cell Carcinoma in Primary Culture

인체 상피 세포암의 일차 배양을 이용한 방사선 민감도 측정

There are a number of reports suggesting that there may be a correlation between the clinical response to radiotherapy in various tumors and the clonogenic survival of cell lines derived from these tumors following exposure to 2 Gy(SF2). Authors conducted this study to determine SF2 for cells in primary culture from surgical specimens. The tumor tissues with squamous cell carcinoma of uterine cervix and head and neck were obtained. The tumor tissues were disaggregated to single cells by incubating with collagenase type w for 2 hours with constant stirring. Single cell suspensions were inoculated in four 24-well plates precoated with cell adhesive matrix. After 24 hours of incubation at 37$ ^{\circ}C $, rows of four wells were then irradiated, consisting of control set and five other sets each receiving doses of 1,2,3,4, and 6 Gy. After incubation for a total of 13 days, the cultures were stained with crystal violet and survival at each dose was determined by quantitative image analysis system, To determine whether cell growth was of epithelial origin, immunocytochemical staining with a mixture of cytokeratin and epithelial monoclonal antibodies were performed on cell cultures. During the period of this study, we received 5 squamous cell carcinoma specimens of head and neck and 20 of uterine cervical carcinoma. Of these, 15 yielded enough cells for radiosensitivity testing. This resulted an overall success rate of 60$ \% $. The mean SF2 value for 15 tumours was 0.55$\pm$0.17 ranging from 0.20 to 0.79. These results indicate that there is a broad range of sensitivities to radiation in same histologic type. So with a large patient population, we plan to determine whether a different SF2 value is associated with tumours that are controlled with radiotherapy than those that are not.

종양의 조직학적 형태에 따라 또 같은 조직의 종양에서도 각 환자에 따라 방사선 치료에 대한 반응 정도에는 많은 차이가 관찰된다. 이러한 방사선 감수성을 예측하는 한 방법으로 각 환자에서 떼어낸 종양조직을 일차 배양하여 방사선 조사에 의한 세포 생존 곡선을 구한뒤 2Gy에서의 생존(SF2)을 얻었다. 방사선 치료가 계획된 두경부 종양과 자궁경부암 환자의 종양 조직을 얻어 기계적인 방법으로 미세절편으로 만든 후 collagenase type IV와 2시간 배양하여 단일 종양세포 혼탁액을 얻었다. Cell adhesive matix로 전처리된 24 well plate에 각 well당 일정수의 세포를 넣어 24시간 배양한뒤 각 열에 0, 1, 2, 3, 4. 6Gy의 방사선을 조사하였다. 13일간 배양후 crystal violet으로 염색한뒤 image analysis system을 이용하여 각 well의 광학밀도를 측정하여 세포 생존을 구한다. Linear quadratic model에 의한 생존 곡선을 얻은 뒤 2Gy에서의 생존율을 구하였다. 배양된 세포가 편평상 피암세포임을 확인하기 위하여 cytokeratin과 epithelial monoclonal 항체를 이용한 Immunocytochemical 염색을 하여 형광 현미경으로 관찰하였다. 5명의 두경부종양 환자와 20명의 자궁경부암 환자의 종양조직을 얻어 실험하여 15명(60$ \% $) 종양의 2Gy 생존을 얻는데 성공하였다. 10명의 일차 배양 실패의 원인은 단일 종양세포 혼탁액에 종양세포가 너무 적었거나 세포 이식후 배양이 잘 자라지 않은 것으로 판정되었다. 15편평 상피암 세포의 SF2의 평균은 0.55$\pm$0.17이었으며 범위는 0.20에서 0.79까지로 같은 편평상피암이라도 각 환자에 따라 SF2 간에 큰 차이를 보이는 것을 알 수 있었다. 이상에서 같은 부위에 생긴 같은 조직 유형의 종양이라도 각 환자마다 SF2 값의 차이가 큰 것으로 보아 방사선 치료의 효과를 예측할 수 있는 한 인자로 SF2 값을 이용할 수 있을 것으로 생각된다.