Comparison of Uptake of Ionic and Tf-bound Fe-59 and Ga-67 in Transformed and Untransformed Cells

변형세포와 비변형세포에서 이온형과 Transferrin 결합형 Fe-59와 Ga-67 섭취율의 비교

Pathways both mediated by and independent of transferrin(Tf) and the TfR have been described for the accumulation of iron. Although it is not clear whether the same systems take up iron and gallium, these pathways may suggest the contention that uptake of Ga-67 can, in fact, occur by both Tf-independent and Tf-dependent systems and may share with Fe-59 in part the same mechanism for uptake. The predominant system by which uptake of both radiometals occurs may be different in the degree of the transformation of tumor. Transformed(MMSV/3T3) and untransformed(BALB/3T3) cells were incubated with luM of Ga-67-citrate of Fe-59-chloride for 15 min. at $37^{\circ}C$ in either the presence or absence of Tf. After then, the monolayers were washed with HBSS or PBS, and the cells were solubilized in 1% SDS for gamma well counting and protein determinations. There were similarities, as well as differences, in the pattern of uptake of Fe-59 and Ga-67 presented both in ionic from and as bound to Tf. Both radiometals appeared gain to cells in either ionic or Tf-bound forms. Transformed cells appeared to accumulate more radiometal, either Ga-67 or Fe-59 in the presence of Tf than do the their untransforemd counterparts. Conversly the presentation of either radiometal in ionic form resulted in significantly greater accumulation of metal by the untransformed cells than those transformed. The efficiency for uptake of Ga-67 or Fe-59 in the absence of Tf was greater than for uptake of the Ga-Tf or Fe-Tf. However, the magnitude of difference in efficiency of uptake was greater for Fe-59(10-fold) than for Ga-67 (3-fold). Our results Supports the theory that both Tf-independent and Tf-dependent systems for the uptake of Ga-67 both systems operate oppositely between transformed cells and those untransformed, with uptake by the predominating in transformed cells by the Tf-mediated system and in untransformed cells by the Tf-independent. The uptake of Ga-67 by tumor may share with Fe-59 in part the same mechanism.

철분이 축적하는데는 Tf나 Tf수용체에 의해 중재되는 경로와 비의존적인 경로가 둘 다 보고되어 왔다. 종양영상에 많이 사용되고 있는 Ga-67은 철분 유사 물질로 이러한 철분의 섭취 경로와 같은 경로에 의해 섭취되는지는 확실하지 않지만 Ga도 Tf의존성과 비의존성 섭취 경로가 보고되었으며 부분적으로는 철분과 같은 섭취경로를 공유할 수도 있다. 또한 종양의 변형정도에 따라 방사성 금속의 섭취기전이 다를 수도 있다. 변형세포로서 MMSV/3T3 세포와 비변형세포로서 BALB/3T3 세포를 Tf이 존재할때와 존재하지 않을 때에서 1uM의 Ga-67-citrate 혹은 Fe-59-chloride 와 함께 $37^{\circ}C$에서 15분간 배양하였다. 그 후 단일층의 세포를 HBSS로 3번, PBS로 1번 씻은 후 1% SDS로 용해시킨 후 감마카운터로 방사능을 측정한 후 단백질양을 측정하여 pmole metal/mg cellular protein으로 표시하였다. Fe-59와 Ga-67의 섭취양상은 71결합형과 이온형 둘다에서 크기의 차이는 있지만 비슷한 양상을 보였다. 즉 두 방사성 금속은 Tf 결합형과 이온형으로 세포로 들어간다. Tf과 함께 존재할 때는 철분이나 Ga 섭취가 변형세포에서 비변형세포에 비해 약 3배 이상 높았으나 Tf이 없이 이온형으로 존재할 때는 이와는 반대로 비변형세포에 의한 섭취가 변형세포에 비해 약4배 더 많았다. Ga-67이나 Fe-59의 섭취의 효율성은 Tf결합형인 Ga-Tf, Fe-Tf 형태가 이온형에 비해 약 10-15배 더 컸다. 그러나 섭취는 효율성의 크기는 Ga-67(3배)에 비해 Fe-59(10배)가 더 컸다. Ga-67의 섭취는 Tf의존성과 Tf비의존성 기전이 같이 존재하며 변형세포와 비변형세포는 서로 반대로 작용하였다. 즉 변형세포의 섭취는 Tf의존성 기전에 의하고, 비변형세포의 섭취는 Tf 비의존성 기전에 의해 주로 일어나며 종양조직에 의한 Ga-67의 섭취 기전은 부분적으로는 Fe-59와 같은 섭취기전을 공유할 수 있다고 생각되었다.