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간암 세포주에서 5-ALA 및 ALA-methyl ester에 의해 유도된 Protoporphyrin IX의 형광 검출 = Fluorescence Detection for Protoporphyrin IX Induced from 5-ALA and ALA-methyl ester in Incubated Liver Cancer Cells
저자
발행기관
학술지명
KSBB Journal(Korean Society for Biotechnology and Bioengineering Journal)
권호사항
발행연도
2007
작성언어
-등재정보
KCI등재
자료형태
학술저널
수록면
167-173(7쪽)
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0
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To clarify the usefulness of fluorescent diagnosis for cancer, we investigated the optimal method of administrating 5-aminolevulinic acid (5-ALA), 5-aminolevulinic acid methyl ester (ALA-methyl ester) by analyzing fluorescence signal of Protoporphyrin IX (PpIX) in the cultured normal and cancer cells. 5-ALA and ALA-methyl ester was injected as a photosensitizer to the cancer liver cells (HepG2) and normal liver cells (Chang). Chang and HepG2 cells were incubated with various concentrations of 5-ALA and ALA-methyl ester (0-800 μg/mL). The accumulation of PpIX induced by 5-ALA and ALA-methyl ester was in HepG2 and Chang. The cell viability was measured by MTT assay. Fluorescence of PpIX in HepG2 cell was excited at a wavelength (λ = 410 ㎚) and showed an emission spectrum at 603.2 nm, 660.8 nm and 603.2 nm, 661.4 nm which could be related to the PpIX generation induced by the applied 5-ALA and ALA-methyl ester, respectively. The experimental results showed that fluorescence signal of PpIX was proportional to the concentration of 5-ALA and ALA-methyl ester in tumor cells, but measured with low concentration in normal cells. Another results showed that the PpIX formation rate induced by ALA-methyl ester is higher than that of 5-ALA.
더보기광민감제 (Photosensitizer)의 세포 내 분포는 sensitizer의 물리화학적 성질에 따라 다르다. HpD나 photofrin 및 photogem과 같은 친유성의 sensitizer와 5-aminolevulinic acid (5-ALA)에 의해 유도된 Protoporphyrin IX (PpIX)는 주로 미토콘드리아, 소포체, 세포질막, 핵막과 세포핵 주변에 축적되나, 리소좀과 세포핵에는 훨씬 적은 양이 분포한다. 반면에 좀 더 친수성의 sensitizer의 경우에는 리소좀에 주로 축적된다. 종양조직은 저밀도 지단백 수용체의 증가, 산성 pH 등이 특징적이며, 종양 기질은 새로운 결합조직 (porphyrin에 결합)의 합성, 지질의 증가 등이 특징적으로 정상조직과 구별되며 이러한 성질이 광민감제의 종양선택성에 관계한다. 종양조직의 저밀도 지단백 수용체와 결합한 광민감제는 내포작용 (endocytosis)에 의해 세포안으로 들어가 다시 세포 내 membraneous domain 즉 원형질, 미토콘드리아, 골지체, 소포체 등에 분포한다(1, 2).
최근 들어 각광받고 있는 5-ALA는 heme의 생합성 경로 중 광민감제인 PpIX로 전환된다. 이때 외부로부터 ALA가 많이 투여되면 인체 내 과량의 heme이 생성되어 PpIX를 heme으로 전환시키는 효소를 저해하여 세포 내에 PpIX가 많이 축적된다. 이 PpIX가 광민감제로 활성화되면 형광을 내고 세포독성을 나타내므로 ALA는 암의 광역학 진단과 치료에 사용되어왔다(3-12). 그러나 5-ALA는 친수성으로 세포막을 통한 투과율이 다소 낮아, ALA의 구조를 변형한 친유성 유도체들이 광민감제로의 가능성이 높다는 연구들이 보고되었다(13-16). 즉 친수성인 ALA는 피부로 적용할 때 효율성이 떨어지며 PpIX가 축적되지 않는 경우에는 사용이 불가능하여 모든 병변에 다 효과적이지 않다. 반면, 친유성의 ALA esters 유도체를 사용하면 세포막에 보다 침투가 용이하여 ALA의 단점을 개선할 수 있다.
최근에는 누드마우스에 인간의 비인강암 세포주 (NPC/ CNE-2)를 이종이식하여 종양을 만들어 5-aminolevulinic acid (5-ALA)와 5-aminolevulinic acid methyl ester (ALA- methyl ester)에 의해 유도된 Protoporphyrin IX (PpIX)를 비교 실험한 결과 암 조직에서 형광이 높았으며(17), 또한 누드마우스에 두경부 편평 암세포인 SNU-1041 세포주를 이식하여 종양을 만든 다음, 마우스의 각 부위별로 ALA 및 ALA-methyl ester를 투여하고 종양조직과 정상조직에서의 형광을 측정한 비교 연구 등이 보고되었다(18).
이에 본 연구에서는 5-ALA와 함께 ALA-methyl ester를 이용하여 간암 세포 내에서의 PpIX 축적을 형광 스펙트럼으로 비교 측정하여 암 진단의 기초자료로 이용하고자, 인간 유래의 간암 세포주인 HepG2와 정상 간세포주인 Chang에 대해 5-ALA 및 ALA-methyl ester의 농도를 달리하여 각각 처리한 후 세포독성 및 세포 내․외에서 유도되는 PpIX 생성을 형광 스펙트럼으로 측정하여 확인하였다.
분석정보
연월일 | 이력구분 | 이력상세 | 등재구분 |
---|---|---|---|
2022 | 평가예정 | 재인증평가 신청대상 (재인증) | |
2019-01-01 | 평가 | 등재학술지 유지 (계속평가) | KCI등재 |
2016-01-01 | 평가 | 등재학술지 선정 (계속평가) | KCI등재 |
2015-12-01 | 평가 | 등재후보로 하락 (기타) | KCI후보 |
2011-01-01 | 평가 | 등재학술지 유지 (등재유지) | KCI등재 |
2009-08-28 | 학술지명변경 | 한글명 : 한국생물공학회지 -> KSBB Journal외국어명 : Korean Journal of Biotechnology and Bioengineering -> Korean Society for Biotechnology and Bioengineering Journal | KCI등재 |
2009-01-01 | 평가 | 등재학술지 유지 (등재유지) | KCI등재 |
2007-01-01 | 평가 | 등재학술지 유지 (등재유지) | KCI등재 |
2005-01-01 | 평가 | 등재학술지 유지 (등재유지) | KCI등재 |
2002-01-01 | 평가 | 등재학술지 선정 (등재후보2차) | KCI등재 |
1999-07-01 | 평가 | 등재후보학술지 선정 (신규평가) | KCI후보 |
기준연도 | WOS-KCI 통합IF(2년) | KCIF(2년) | KCIF(3년) |
---|---|---|---|
2016 | 0.37 | 0.37 | 0.38 |
KCIF(4년) | KCIF(5년) | 중심성지수(3년) | 즉시성지수 |
0.37 | 0.36 | 0.662 | 0.02 |
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