Abstract
Purpose : In order to understand in vivo radiation damage modifying of bFGF on jejunal mucosa, bone marrow and the effect of bFGF on the growth of transplanted mouse sarcoma 180 tumor in mice. Materials and Methods : Mice were treated with $6\;{\mu}g$ of bFGF at 24 hours and 4 hours before exposing to 600 cGy, 800 cGy and 1,000 cGy total body irradiation (TBI), and then exposed to 3,000 cGy local radiation therapy on the tumor bearing thigh. Survival and tumor growth curve were plotted in radiation alone group and combined group of bFGF and irradiation (RT). Histologic examination was performed in another experimental group. Experimental groups consisted of normal control, tumor control, RT (radiation therapy) alone, $6\;{\mu}g$ bFGF alone, combined group of $3\;{\mu}g$ bFGF and irradiation (RT), combined group of $6\;{\mu}g$ bFGF and irradiation (RT). Histologic examination was peformed with H-E staining in marrow, jejunal mucosa, lung and sarcoma 180 bearing tumor. Radiation induced apoptosis was determined in each group with the DNA terminal transferase nick-end labeling method ($ApopTag^{\circledR}$ S7100-kit, Intergen Co.) Results : The results were as follows 1) $6\;{\mu}g$ bFGF given before TBI significantly improved the survival of lethally irradiated mice. bFGF would protect against lethal bone marrow syndrome. 2) $6\;{\mu}g$ bFGF treated group showed a significant higher crypt depth and microvilli length than RT alone group (p<0.05). 3) The bone marrow of bFGF treated group showed less hypocellularity than radiation alone group on day 7 and 14 after TBI (p<0.05), and this protective effect was more evident in $6\;{\mu}g$ bFGF treated group than that of $3\;{\mu}g$ bFGF treated group. 4) bFGF protected against early radiation induced apoptosis in intestinal crypt cell but might have had no antiapoptotic effect in bone marrow stem cell and pulmonary endothelial cells. 5) There was no significant differences in tumor growth rate between tumor control and bFGF alone groups (p>0.05). 6) There were no significant differences in histopathologic findings of lung and mouse sarcoma 180 tumor between radiation alone group and bFGF treated group. Conclusions : Our results suggest that bFGF protects small bowel and bone marrow from acute radiation damage without promoting the inoculated tumor growth in C3H mice. Improved recovery of early responding normal tissue and reduced number of radiation induced apoptosis may be possible mechanism of radioprotective effect of bFGF.
목적 : bFGF (basic fibroblast growth factor)는 섬유아세포(fibroblast)에서 분비하는 대표적인 성장인자로 섬유아세포뿐 아니라 간질조직과 골수 및 다른 상피 근원세포의 성장에도 관여하며 방사선보호제 역할에 관한 연구가 시도되고 있다. 이 연구는 방사선보호제로서의 bFGF의 기능을 알아보고자 하였다. 대상 및 방법 : 간엽조직 기원(mesenchymal origin)인 마우스육종 180 종양세포를 생쥐 대퇴부 피하에 이식하고 bFGF를 투여한 후 전신방사선조사(6, 8, 10 Gy)하여 생쥐의 생존률을 조사하고 bFGF (3, $6\;{\mu}g$/쥐)의 방사선보호효과를 관찰하였다. 동시에 이식한 마우스 180 고형종양을 국소방사선조사한 후 bFGF가 종양성장에 미치는 영향을 알아보았다. 또한 bFGF에 의한 방사선보호효과의 기전을 이해 하고자 소장점막, 골수, 폐조직 및 이식종양조직에 대한 병리 조직학적 검사와 DNA terminal transferase nick-end labeling assay 방법으로 아포프토시스(apoptosis) 빈도를 측정하였다. 결과 : 1) 방사선조사단독군에 비해 방사선조사와 $6\;{\mu}g$ bFGF 투여병행군에서 생쥐의 골수치사를 감소시켜 생존률이 증가되었다(p<0.05). 2) 방사선조사단독군에 비해 방사선조사와 $6\;{\mu}g$ bFGF 투여병행군에서 공장 소낭선 깊이 및 미세융모 길이가 의의 있게 증가되었다(p<0.05). 소낭선세포의 아포프토시스 빈도는 방사선조사단독군에 비해 방사선조사와 bFGF 투여병행군에서 방사선조사후 8시간, 24시간에 감소하였으며 bFGF를 고용량 투여한 군에서 뚜렷하였다. 3) 골수조직에서는 방사선조사 후 7일, 14일째 세포 밀도가 방사선조사단독군에 비해 방사선조사와 $6\;{\mu}g$ bFGF 투여병행군에서 증가하였으며 특히 거핵구(megakaryocyte) 계열의 증가가 뚜렷하였다. 4) 폐조직의 H-E 염색 조직소견에서 방사선단독군과 방사선조사와 bFGF 투여병행군 간의 차이는 없었다. 5) 골수 및 폐 조직에서 bFGF 투여에 따른 초기 아포프토시스 빈도의 차이는 려었다(p>0.05). 6) 양성대조군과 bFGF단독투여군 비교시 bFGF투여에 의한 종양성장은 관찰되지 않았으며(p>0.05) 방사선조사단독군과 방사선조사와 $6\;{\mu}g$ bFGF 투여병행군에서도 종양성장곡선의 차이는 없었다(p>0.05). 결론 : 이상의 결과로 bFGF는 소장점막 및 골수세포에 방사선보호효과가 있었으며 그 기전은 조혈모세포 및 소장낭선세포의 성장 및 재생을 촉진하고 조기에 방사선으로 유도된 아포프토시스를 감소시키기 때문인 것으로 생각된다.
