• 제목/요약/키워드: Radiobiological parameters

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Comparison of Dosimetrical and Radiobiological Parameters on Three VMAT Techniques for Left-Sided Breast Cancer

  • Kang, Seong-Hee;Chung, Jin-Beom;Kim, Kyung-Hyeon;Kang, Sang-Won;Eom, Keun-Yong;Song, Changhoon;Kim, In-Ah;Kim, Jae-Sung
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제30권1호
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    • pp.7-13
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    • 2019
  • Purpose: To compare the dosimetrical and radiobiological parameters among various volumetric modulated arc therapy (VMAT) techniques using restricted and continuous arc beams for left-sided breast cancer. Materials and Methods: Ten patients with left-sided breast cancer without regional nodes were retrospectively selected and prescribed the dose of 42.6 Gy in 16 fractions on the planning target volume (PTV). For each patient, three plans were generated using the $Eclipse^{TM}$ system (Varian Medical System, Palo Alto, CA) with one partial arc 1pVMAT, two partial arcs 2pVMAT, and two tangential arcs 2tVMAT. All plans were calculated through anisotropic analytic algorithm and photon optimizer with 6 MV photon beam of $VitalBEAM^{TM}$. The same dose objectives for each plan were used to achieve a fair comparison during optimization. Results: For PTV, dosimetrical parameters such as Homogeneity index, conformity index, and conformal number were superior in 2pVMAT than those in both techniques. $V_{95%}$, which indicates PTV coverage, was 91.86%, 96.60%, and 96.65% for 1pVMAT, 2pVMAT, and 2tVMAT, respectively. In most organs at risk (OARs), 2pVMAT significantly reduced the delivered doses compared with the other techniques, excluding the doses to contralateral lung. For the analysis of radiobiological parameters, a significant difference in normal tissue complication probability was observed in ipsilateral lung while no difference was observed in the other OARs. Conclusions: Our study showed that 2pVMAT had better plan quality and normal tissue sparing than 1pVMAT and 2tVMAT but not for all parameters. Therefore, 2pVMAT could be considered the priority choice for the treatment planning for left breast cancer.

Combined Treatment with 2-Deoxy-D-Glucose and Doxorubicin Enhances the in Vitro Efficiency of Breast Cancer Radiotherapy

  • Islamian, Jalil Pirayesh;Aghaee, Fahimeh;Farajollahi, Alireza;Baradaran, Behzad;Fazel, Mona
    • Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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    • 제16권18호
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    • pp.8431-8438
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    • 2016
  • Doxorubicin (DOX) was introduced as an effective chemotherapeutic for a wide range of cancers but with some severe side effects especially on myocardia. 2-Deoxy-D-glucose (2DG) enhances the damage caused by chemotherapeutics and ionizing radiation (IR) selectively in cancer cells. We have studied the effects of $1{\mu}M$ DOX and $500{\mu}M$ 2DG on radiation induced cell death, apoptosis and also on the expression levels of p53 and PTEN genes in T47D and SKBR3 breast cancer cells irradiated with 100, 150 and 200 cGy x-rays. DOX and 2DG treatments resulted in altered radiation-induced expression levels of p53 and PTEN genes in T47D as well as SKBR3 cells. In addition, the combination along with IR decreased the viability of both cell lines. The radiobiological parameter (D0) of T47D cells treated with 2DG/DOX and IR was 140 cGy compared to 160 cGy obtained with IR alone. The same parameters for SKBR3 cell lines were calculated as 120 and 140 cGy, respectively. The sensitivity enhancement ratios (SERs) for the combined chemo-radiotherapy on T47D and SKBR3 cell lines were 1.14 and 1.16, respectively. According to the obtained results, the combination treatment may use as an effective targeted treatment of breast cancer either by reducing the single modality treatment side effects.

Suppression of Ku80 Correlates with Radiosensitivity and Telomere Shortening in the U2OS Telomerase-negative Osteosarcoma Cell Line

  • Hu, Liu;Wu, Qin-Qin;Wang, Wen-Bo;Jiang, Huan-Gang;Yang, Lei;Liu, Yu;Yu, Hai-Jun;Xie, Cong-Hua;Zhou, Yun-Feng;Zhou, Fu-Xiang
    • Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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    • 제14권2호
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    • pp.795-799
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    • 2013
  • Ku70/80 heterodimer is a central element in the nonhomologous end joining (NHEJ) DNA repair pathway, Ku80 playing a key role in regulating the multiple functions of Ku proteins. It has been found that the Ku80 protein located at telomeres is a major contributor to radiosensitivity in some telomerase positive human cancer cells. However, in ALT human osteosarcoma cells, the precise function in radiosensitivity and telomere maintenance is still unknown. The aim of this study was to investigate the effects of Ku80 depletion in the U2OS ALT cell line cell line. Suppression of Ku80 expression was performed using a vector-based shRNA and stable Ku80 knockdown in cells was verified by Western blotting. U2OS cells treated with shRNA-Ku80 showed lower radiobiological parameters (D0, Dq and SF2) in clonogenic assays. Furthermore, shRNA-Ku80 vector transfected cells displayed shortening of the telomere length and showed less expression of TRF2 protein. These results demonstrated that down-regulation of Ku80 can sensitize ALT cells U2OS to radiation, and this radiosensitization is related to telomere length shortening.

${\gamma}-Ray$ 조사에 따른 사람의 정상임파구와 마우스 정상임파구의 DNA Double Strand Break 발생율에 대한 비교분석 (Evaluation of DNA Double Strand Breaks in Human and Mouse Lymphocyte Following ${\gamma}-Irradiation$)

  • 김태환;김성호;정인용;조철구;고경환;류성렬
    • Radiation Oncology Journal
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    • 제11권2호
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    • pp.219-225
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    • 1993
  • 각 방사선량의 조사에 따른 사람 정상임파구, 마우스 정상임파구, 그리고 EL-4마우스 백혈병 세포의 DNA double strand breaks 발생율에 대하여 비교분석 하였던 바 다음과 같은 결과를 얻었다. LPS와 PHA를 첨가하여 각각 배양한 마우스 정상임파구의 DNA double strand breaks의발생율을 strand scission factor의 기울기로 비교평가해 본 바 LPS를 첨가배양한 군이 DNA DSB가 더 많이 형성되었다(P<0.005). 이것으로 볼 때 DNA double strand breaks발생에 있어서는 B cells이 T cells보다 더 민감하였다. 또한 EL-4 백혈병 세포는 정상 임파구보다 유의하게 DNA DSB가 더 많이 형성된 것이 관찰되었다(p<0.005). 한편 사람 정상임파구와 마우스 정상임파구 사이의 intrinsic radiosensitivity는 시험관내 실험에서 비교적 유사한 kinetics를 나타냈으나, 마우스 정상임파구가 사람 정상임파구보다 DNA DSB수율이 더 낮았다. 그래서 방사선을 조사하고 3.5시간이 지난후에 $10\%$ DNA DSB발생에 필요한 선량을 두 군간에 비교평가해 본 바 마우스 정상임파구의 선량이 더 높게 나타났다. 이상의 실험결과를 정확하게 설명하기는 어 렵지만 아마도 환경적인 요인과 유전적인 요인 때문인 것으로 사료되었다. 그리고 본 연구결과는 방사선조사에 따른 임상반응의 이해와 cytometric assessment의 방사선 생물학적 parameter로 이용될 수 있을 것으로 판단되었다.

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인체 암세포주에서 방사선감수성의 지표간의 상호관계 (Correlation Between the Parameters of Radiosensitivity in Human Cancer Cell Lines)

  • 박우윤;김원동;민경수
    • Radiation Oncology Journal
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    • 제16권2호
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    • pp.99-106
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    • 1998
  • 목적 : 임상에서 발생빈도가 높은 위선암, 폐선암, 망막세포종, 자궁경부 편평상피암의 4가지 인 체암세포주(MKN-45, PC-14, Y-79, HeL)를 이용하여 방사선조사후 세포생존분획 및 세포생존곡선의 모양을 결정하는 지표를 구하고 방사선조사후 손상 회복정도를 측정하여 이들 여러 지표간의 상관관계 여부를 구명하기 위하여 본실험을 시행하였다. 대상 및 방법 :각 세포주의 방사선감수성을 보기 위하여 1, 2, 3, 5, 7 및 10Gy의 방사선을 1 회 조사하였고 방사선조사후 준치사손상 회복정도를 보기 위하여 5Gy씩 2회의 방사선조사를 0, 1, 2, 3, 4, 6 및 24시간 간격으로 시행하였다. 세포의 생존분획은 $Sperman-K\"{a}rbor$ 방법으로 세포집락형성능력을 측정하여 산출하였으며 생존곡선의 수학적 분석은 linear-quadratic(LQ), multitarget-single hit(MS) 모형과 mean inactivation $dose(\v{D})$를 이용하였다. 결과 : 방사선조사후의 세포생존 실험결과 2Gy에서의 세포생존분획(SF2)은 0.174에서 0.85까지 다양하게 나타났으며 Y-79는 유의하게 낮은 SF2를, PC-14는 높은 SF2를 나타내었다(p<0.05, t-test). LQ model로 분석한 방사선 세포생존곡선의 분석결과 Y-79, MKN-45, HeLa, PC-14에서 ${\alpha}$가 각각 0.603, 0.355, 0.275, 0.102이었고 ${\beta}$는 각각 0.005, 0.016, 0.025, 0.027이었다. MS model로 분석한 결과는 Y-79, MKN-45, HeLa, PC-14에서 Do가 각각 1.59, 1.84, 1.88, 2.52였고 n은 0.97, 1.46, 1.52, 1.69를 보였다. 한편 Gauss-Laguerre방법으로 계산한 $\v{D}$는 Y-79, MKN-45, HeLa, PC-14에서 각각 1.62, 2.37, 2.61, 3.95였다. SF2가 감소함에 따라 ${\alpha}$값은 증가하였고 Do, $\v{D}$값은 감소하였으며 이들간의 Pearson 상관계수는 각각 0.953, 0.993, 0.999였다. (p<0.05). 분할조사에 의한 준치사손상 회복정도는 약 4시간 내외에 포화상태에 도달하였으며 포화상태의 recovery ratio(RR)는 2에서 3.79 사이였다. RR은 방사선감수성의 지표인 SF2, ${\alpha}$, ${\beta}$, Do, $\v{D}$과 통계학적으로 유의한 상관관계를 나타내지 않았다. 결론 : 본 연구의 결과 네가지 인체상피암세포주의 내재적 발사선감수성은 서로 상이하였으며 Y-79가 가장 민감하였고, MKN-45와 HeLa는 각각 중등도의 방사선감수성을 나타냈으며 PC-14는 방사선감수성이 가장 낮았다. 이와같은 감수성의 차이는 SF2, ${\alpha}$, Do와 $\v{D}$의 차이로 나타났으며 띠들간에는 밀접한 상관관계를 나타내었다. 방사선에 의한 준치사손상 회복력은 MKN-45와 HeLa에서 높게 나타났고 회복력과 방사선감수성과는 무관하였다. 각 암세포주에 따르는 이와같은 지표들은 향후 방사선치료 효과를 높이기 위한 방사선생물학 실험의 기초 자료로서 이용되어 질 수 있을 것이다.

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