• 대한약리학회지
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• 제25권1호
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• pp.115-134
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• 1989

Ganciclovir(GCV)와 Vidarabine(ara-A)을 단독으로 또는 동시에 HSV-1에 작용시켰을때 HSV-1의 복제, DNA합성 및 단백질 합성에 미치는 영향을 관찰할 목적으로 본 연구를 시행하였다. 본 실험에서는 4가지의 다른 HSV-1(Wild type KOS, $VCV^r$, $IUdR^r$, 및 $PAA^r5$)를 사용하였다. Virus복제에 미치는 항 virus약의 효과는 Vero 세포단층 배양에서 Yield reduction assay에 의해서 관찰하였다. 항 virus약의 virus DNA 합성에 미치는 영향은 NaI 밀도 구배초원심침전후 $H^3-$표지 virus DNA의 방사능에 의해서 관찰하였다. Virus 단백질의 합성에 미치는 항 virus약의 효과는 $^{35}S$를 표지한 후 polyacrylamide 겔 전기영동법, 자가방사기록법 그러고 virus bands의 음영농도주사법을 이용, 관찰하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. GCV는 wild trype HSV-1 KOS와 $PAA^r5$의 복제를 강력하게 억제하였으나 $ACV^r$와 $IUdR^r$는 GCV에 대해서 중등도의 저항을 보였다. ara-A는 실험대상의 모든 HSV-(KOS, $ACV^r$, $IUdR^r$ 및 $PAA^r5$)의 복제에 대해서 거의 비슷하게 억제효과를 보였다. GCV와 ara-A 동시첨가는 KOS와 $PAA^r5$의 복제에 대해서 상승적인 억제효과를 보였고 $ACV^r$와 $IUdR^r5$의 복제에 대해서는 상가작용이하의 억제 효과를 보였다. 2. GCV또는 ara-A는 HSV-1감염 Vero세포에서 virus DNA의 합성을 유의하게 억제하였다. GCV와 ara-A의 동시첨가는 KOS 또는 $PAA^r5$ 감염세포에서 virus DNA 합성을 GCV 또는 ara-A를 단독 첨가하였을때 보다 현저하게 억제하였다. $ACV^r$ 또는 $IUdR^r$ 감염세포에서는 이런 현상을 관찰할 수 없었다. 3. Wild type HSV-1 감염세포에서 virus-단백질의 합성은 GCV, ara-A의 단독 첨가 또는 GCV와 ara-A의 동시첨가에 의해서 변경되지 않았다. Wild type HSV-1 감염말기에 GCV 또는 ara-A 단독 혹은 동시첨가에 의해서 virus 단백질의 합성은 경미하나마 유의성있게 증가하였다. Wild type HSV-1과 $PAA^r5$에 의한 단백질의 합성은 GCV 또는 ara-A 단독 첨가에 의해서 유의성있게 억제되었다. GCV또는 ara-A의 동시첨가는 GCV또는 ara-A를 단독으로 첨가했을 경우보다 단백질의 합성을 더욱 억제하였다. 이상의 실험결과로 보아 GCV와 ara-A의 동시사용은 HSV-1 혹은 ACV저항 DNA polymerase변이주인 $PAA^r5$에 대해서 상승적인 억제작용을 나타냈으며 이 효과는 virus DNA 합성 억제에 의한 것으로 생각된다. ACV저항 thymidine kinase 변이주인 $ACV^r$ 및 $IUdR^r$에 대해서는 ara-A가 유효하였다. 항 virus 약물에 의한 virus 단백질합성의 변화는 virus DNA 합성에 대한 억제효과에 인한 것으로 사려된다.

• 대한핵의학회지
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• 제38권1호
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• pp.62-73
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• 2004

목적: 단순 헤르페스 제 1형 티미딘 키나제(herpes simplex virus type 1 thymidine kinase gene: HSV1-tk)는 GCV와 함께 유전자치료의 한 방법으로서 가장 활발하게 연구되어왔으며, HSV1-tk 효소에 대한 다양한 기질들이 연구되어서 이를 보고 기질로 한 비침습적인 HSV1-tk 유전자 영상시스템에서 가장 널리 사용되고 있다. 본 연구에서는 보고기질로서 방사성 요오드가 표지된 5-iodovinyl-2-deoxyuridine (IVDU) and 5 -iodovinyl-2-fluoro-2-deoxyuridine (IVFRU)를 보고 기질로 하여 HSV1-tk 유전자 영상시스템에서의 유용성을 확인하고자 하였다. 대상 및 방법 HSV1-tk 유전자 영상을 위하여 HSV1-tk 유전자를 레트로 바이러스 벡터를 이용하여 Morris hepatoma 세포주(MCA-tk)에 이입한 세포주를 제조하였으며, HSV1-tk 유전자의 발현을 확인하기 위하여 Northern blotting과 Western Blotting을 시행하였다. 대조세포주인 MCA와 제조된 MCA-tk 세포주에 방사표지 IVDU와 IVFRU를 이용하여 480분까지 세포내 섭취율을 평가하였으며, 또한 MCA-tk 세포주의 백분율을 증가시키면서 이에 따른 IVDU와 IVFRU의 섭취율을 평가함으로서 섭취율과 세포수와의 상관관계를 평가하였다. 결과: MCA-tk 세포주에서 HSV1-tk의 mRNA의 발현과 HSV1-TK 단백질의 발현을 확인하였다. 방사성 요오드 표지 IVDU와 IVFRU 모두는 MCA 세포주에서는 아주 낮은 섭취율을 나타내었으며, MCA-tk 세포주에서는 모두 증가된 섭취를 보였다. IVDU가 480분에서 IVFRU보다 4배 높은 섭취를 나타내었다(p<0.01). 방사표지 IVDU와 IVFRU 모두에서 MCA-tk의 백분율의 증가에 따라서 직선적인 상관관계($R^2>0.96$)를 나타내었다. 결론: 방사성 요오드 표지 IVDU와 IVFRU는 HSV1-tk유전자가 이입된 간암세포주에서 모두 특이적인 높은 섭취율을 나타내고 직선적인 상관관계가 나타나서 두 기질 모두 HSV1-tk유전자 영상시스템에서 보고 기질로서 유용하게 사용될 수 있을것으로 기대된다.

• Journal of Pharmaceutical Investigation
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• 제33권4호
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• pp.267-272
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• 2003

Herpes simplex virus (HSV) thymidine kinase (TK) has been widely used for suicidal gene therapy in combination with nucleoside analogs such as ganciclovir (GCV). The use of HSV-TK is limited due to the side effect of GCV at high concentrations. Previous studies showed that stable transfectants of mutant HSV-TK with enhanced affinity to GCV were killed at lower GCV concentrations. In this study, we tested whether mutant HSV-TK can provide enhanced suicidal effect when transiently transfected with Epstein-Barr virus (EBV)-based plasmid. EBV-based plasmid which contains OriP and EBNA-1 sequence is well known for a stable episomal maintenance in human cells. Optimal transfection condition was assessed for SNU-638 gastric cancer cell line using polyetylnimine (PEI). Maximum transfection efficiency was achieved when DNA:PEI was 1:3 (w/v). Cytotoxicities of mutant and wild type HSV-TK were compared before and after partially selecting transfected cells. The cells were sensitive to $100\;{\mu}g/ml$ hygromycin. Following GCV treatment, more cells were killed after hygromycin selection than before selection. The mutant HSV-TK showed enhanced cytotoxicity compared with the wild type HSV-TK. Our results suggest that the EBV-based plasmid encoding mutant HSV-TK may be useful to treat the diseases caused by uncontrolled cell proliferation such as cancer and rheumatoid arthritis.

• Biomolecules & Therapeutics
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• 제22권2호
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• pp.114-121
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• 2014

Refractoriness of acute myeloid leukemia (AML) cells to chemotherapeutics represents a major clinical barrier. Suicide gene therapy for cancer has been attractive but with limited clinical efficacy. In this study, we investigated the potential application of herpes simplex virus thymidine kinase/ganciclovir (HSV-TK/GCV) based system to inhibit chemoresistant AML cells. We first generated Ara-C resistant K562 cells and doxorubicin-resistant THP-1 cells. We found that the HSV-TK/GCV anticancer system suppressed drug resistant leukemic cells in culture. Chemoresistant AML cell lines displayed similar sensitivity to HSV-TK/GCV. Moreover, HSV-TK/GCV killing of leukemic cells was augmented to a mild but significant extent by all-trans retinoic acid (ATRA) with concomitant upregulation of Connexin 43, a major component of gap junctions. Interestingly, HSV-TK/GCV killing was enhanced by expression of vesicular stomatitis virus G glycoprotein (VSV-G), a fusogenic membrane protein, which also increased leukemic cell fusion. Co-culture resistant cells expressing HSV-TK and cells stably transduced with VSV-G showed that expression of VSV-G could promote the bystander killing effect of HSV-TK/GCV. Furthermore, combination of HSV-TK/GCV with VSV-G plus ATRA produced more pronounced antileukemia effect. These results suggest that the HSV-TK/GCV system in combination with fusogenic membrane proteins and/or ATRA could provide a strategy to mitigate the chemoresistance of AML.

• 대한바이러스학회지
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• 제29권2호
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• pp.99-105
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• 1999

BamHI restriction pattern and genomic library of Herpes simplex virus type 2 (HSV-2) strain G were constructed, and locations of the glycoproteins gB and gD, and tk genes on the fragments were detected by Southern blot analysis. HSV-2 genomic DNAs were cleaved into twenty-seven fragments by BamHI enzyme in the range of 0.72 to 15.08 (total 150.44 kb), which were cloned into the BamHI site of pBluescript SK(+) to construct genome library of the HSV-2. The library was named by the order of the fragment size from smallest one to largest one. HSV-2 glycoprotein gD gene was located in pHLA2-21 and pHLA2-22 recombinant plasmids, gB gene in pHLA2-24 plasmid, and tk gene in pHLA2-11 clone by Southern blot analysis.

• IMMUNE NETWORK
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• 제1권1호
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• pp.45-52
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• 2001

Background: Many types of cancer become resistant to current chemotherapeutic and radiotherapeutic intervention. To overcome this situation application of gene therapy by the introduction of suicide genes followed by their prodrugs may be promising. A viral enzyme, Herpes simplex thymidine kinase (HSV-tk), which converts ganciclovir from an inactive prodrug to a cytotoxic agent by phosphorylation, are being actively investigated for use in gene therapy for cancer. The purpose of this study was to determine whether combining prodrug-activating gene therapy and irradiation might result in enhanced antitumor effects. Methods: The HSV-tk gene was cloned into the retroviral vector, pLXSN and established the clones producing retroviruses carrying the HSV-tk gene. The carcinoma cell line, HCT116 and Huh-7 were transduced with high-titer recombinant retroviruses. These cell lines were treated with ganciclovir before or after irradiation for the defining combinational effect of suicide gene therapy and radiotherapy. Results: The titers of cloned PA3 17 amphotropic retroviruses ranged from 4 to 6 X $10^6CFU/ml4$. After selectional periods, the expression of HSV-tk was confirmed by reverse-transcriptase polymerase chain reaction (RT-PCR). The growth of cells expressing HSV-tk was inhibited as increase of GCV dose after 48 hr and the growth inhibitory effect of GCV was much higher after 72 hr. When the cells transduced with HSV-tk gene were exposed to radiation, the growth inhibitory effect of GCV was significantly increased, as compared with non-transduced parental cells. Conclusions: The results suggest that the addition of HSV-tk gene therapy to standard radiation therapy may improve the effectiveness of treatment for solid tumors.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제49권3호
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• pp.298-309
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• 2000

연구배경 : 암 유전자치료에서 각광받고 있는 HSV-tk/GCV 전략의 항암효과에는 다음과 같은 장점들이 거론되고 있다 : 1) GCV 처리에 의한 암세포 직접살상효과 2) HSV-tk 이입된 세포에 의해서 HSV-tk 이입되지 않은 주변세포를 살상하는 bystander effect 3) 생체 내 bystander eff ect로 알려 진 anti-tumor immunity. Retrovirus와 adenovirus sequence를 이용할 경우 몇몇 세포주와 마우스에서 이들이 목적유전자의 발현을 억제할 수 있다는 것이 보고되고 있다. 본 연구에서는 retroviral나 adenoviral vector로 HSV-tk 유전자를 이입한 Lewis 폐암세포주와 폐암 마우스 모델을 통하여 HSV-tk/GCV 전략의 장점을 조사하였고 이 viral vector들 사이의 차이를 비교 조사하였다. 또한 Lewis 폐암세포주에서 butyrate를 처리한 후 HSV-tk 유전자의 발현증가를 관찰하였다. 방법 : Lewis retroviral vector와 adenoviral vector로 HSV-tk 유전자를 이입한 후 butyrate로 HSV-tk 유전자의 발현을 유도하고 Western blotting수행하여 분석하였다. 생체 외에서 HSV-tk/GCV에 의한 세포살상효과를 MTT 검사로 수행하였고 생체 내에서 LLC 나 HSV-tk 이입된 LLC 세포주를 이식하여 종양소멸 및 bystander effect를 조사 하였다. 결과 : 1. Butyrate로 HSV-tk adenovirus로 이입된 LLC에서 증가한 반면 retrovirus로 이입된 LLC에서는 증가하지 않았다. 2. 생체 외 그리고 생체 내에서 viral vector로 HSV-tk를 이입한 종양세포에 GCV 투여하는 것은 종양 세포의 살상에 효과적이었으며 LLC와 LLC-tk 세포주를 혼합한 실험에서 bystander effect도 종양세포의 성장을 억제하는 것으로 관찰되었다. 결론 : 향후 생체 외 그리고 생체 내 실험에서 adenoviral vector를 이용한 유전자 전달에 butyrate를 함께 사용하면 유전자발현을 증진시킬 것으로 사료되며 자살 유전자인 HSV-tk을 종양에 이입하여 GCV을 처리 하는 치료가 폐암유전자치료에 효과가 있을 것으로 생각된다.

• Nuclear Medicine and Molecular Imaging
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• 제43권5호
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• pp.468-477
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• 2009

목적: Hydrodynamic-based procedure는 손쉽고 간편한 비바이러스성 유전자 전달 방법으로 특히 간특이적으로 발현하는 특징을 가진다. 단순 헤르페스 바이러스 제 1 형 티미딘 키나제(herpes simplex virus type 1 thymidine kinase, HSV1-tk)와 다양한 기질을 이용한 비침습적 HSV1-tk 유전자 영상시스템이 널리 연구되어왔다. 본 연구에서는 HSV1-tk 유전자를 hydrodynamic-based procedure를 이용하여 전달한 후, HSV1-tk의 보고 기질로 알려진 5-(2-iodovinyl)-2'-deoxyuridine (IVDU)을 이용하여 간 특이적인 HSV1-tk 유전자 발현 영상을 획득하고자 하였다. 대상 및 방법: HSV1-tk 유전자와 녹색형광유전자를 가진 각 플라스미드 벡터를 마우스에 hyodynaminc injection을 통해 전달하고, 24 시간 뒤 유전자의 발현을 확인하기 위해 RT-PCR, 생체형광영상, 핵의학영상, 전신자가방사영상 그리고 생체분포를 시행하였다. 결과: 각 플라스미드 벡터를 전달한 간으로부터 추출한 전체 RNA를 이용하여 RT-PCR을 수행한 결과, 각각 HSV1-tk유전자와 녹색형광단백 유전자의 특이적인 밴드를 관찰할 수 있었다. 생체 분포 결과, pHSV1-tk 벡터를 전달한 마우스의 간에서 특이적인 [$^{123}I$]IVDU의 섭취를 보였다. 생체형광영상에서는pEGFP-N1 벡터를 전달한 마우스의 간에서는 유의한 형광신호를 나타내었다. 전신자가방사영상과 감마카메라 영상에서 pHSV1-tk 벡터를 전달한 마우스의 간에서 방사표지 IVDU가 국소적으로 집적되는 것을 확인하였다. 결론: 본 연구에서 hydrodynamic-based procedure는 간특이적으로 플라스미드 DNA를 전달하는데 효과적이며 전달된 유전자의 발현을 분자영상학적인 방법으로 확인하였다. 따라서 Hydrodynamic injection을 통해 HSV1-tk유전자와 목적 유전자의 공동발현은 방사표지 IVDU에 의해 목적 유전자의 발현을 정량평가하는데 유용할 것으로 기대된다.

• 대한바이러스학회지
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• 제26권1호
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• pp.121-129
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• 1996

Herpes simplex virus type-1의 vero 세포에서의 증식기작을 규명하기 위해 전자현미경으로 관찰하였고, 유전학적 특성을 규명하기 위해 유전자도서관을 작성하였고, thymidine kinase (TK) 유전자를 클로닝을 하였다. 감염 48시간 후 많은 수의 바이러스 nucleocapsid가 핵뿐만 아니라 세포질에서 관찰되었다. 바이러스는 세포에 감염된 후 핵내에서 복제증식한 후 세포질내로 이동하였으며, 이때 핵막을 통과하면서 외투막을 갖고 세포질로 이동하여 세포밖으로 나가는 것을 관찰할 수 있었으며, 또한 일부 nucleocapsid는 세포막을 출아하여 비리온으로 출아되었다. HSV-1의 DNA를 BamHI과 BglII 제한효소로 각각 절단하여 DNA의 절단 양상을 조사하였다. BamHI에 의해 절단된 단편은 27개 이었고, 그들 분자량의 범위는 1.1 - 14 kb이었으며, BglII에 의해 절단된 단편은 16개이었고, 분자량의 범위는 4.5 - 20.1 kb이었다. Southern blot 방법으로 TK 유전자를 포함하고 있는 단편을 확인하였는데, pHLA-12와 pHLB-14클론에 포함되어 있었고 각 단편의 분자량은 3.74와 6.41 kb이었다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제9권5호
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• pp.541-547
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• 1999

Constructions of a transfer vector and a recombinant baculovirus using the thymidine kinase gene of the Herpes simplex virus type 1 strain F (HSV -1) were carried out. Newly cloned transfer vector, pHcgXIIIB, was constructed by insertion of the glycoprotein gX gene signal peptide sequence of Pseudorabies virus into the baculovirus vector pHcEV-IV. The gX sequence was inserted just downstream from the promoter for the polyhedrin gene of the Hyphantria cunea nuclear polyhedrosis virus (HcNPV). HSV-1 thymidine kinase(tk) gene (1.131 kb) was used as a candidate gene for transferring into the baculovirus expression system. The tk gene was inserted into a BamHI site downstream from the gX sequence-promoter for the polyhedrin gene in the pHcgXIIIB transfer vector and was transferred into the infectious lacZ-HcNPV expression vector. Recombinant virus was isolated and was named gX-TK-HcNPV. The recombinant virus produced a 45 kDa gX-TK fusion protein in Spodoptera frugiperda cells, which was confirmed by Western blot analysis. Microscopic examination of gX-TK-HcNPV-infected cells revealed normal multiplication. Fluorescent antibody staining indicated that the gX-TK fusion protein was present in the cytoplasm. These results indicated that the transfer vector successfully transferred the gX-tk gene into the baculovirus expression system.