Potentiation of Antitumor Effect of Radiotherapy by Recombinant Tumor Necrosis Factor-$\alpha$

방사선의 항암작용에 대한 재조합 TNF-$\alpha$의 효과

Purpose : To determine whether TNF-$\alpha$ increases the antitumor effect of radiotherapy in murine syngeneic tumor system. Materials and Methods : Syngeneic murine tumors of MCa-K or MCa-4 (mammary carcinoma), OCa-I (ovarian carcinoma), or HCa-I(hepatocarcinoma were grown in hind legs of C3Hf/HeJ mice. When tumors were grown to 6 mm in mean diameter mice were treated with TNF-$\alpha$, radiation, or combination of the both. Gamma-radiation was given as a single dose of 30 Gy for HCa-I and 15 Gy for other tumors using Cobalt-60 teletherapy unit. A novel TNF-$\alpha$ mutein developed in Korea, was intraperitoneally administered daily at a dose of 10 ug per mouse for 7 days. In combination of radiation and TNF-$\alpha$, the drug was started 1 hour after radiation. Tumor growth delay assay was used to measure the tumor response to the treatment. Results : Among 4 tested tumors, TNF-$\alpha$ alone showed significant antitumor activity in MCa-K and OCa-I tumors, which showed absolute growth delay (AGD) of 5.0 days and 6.5 days, respectively. In combination with radiation, TNF-$\alpha$ showed significant delay of AGD (41.1 days) in OCA-I compared to AGDs of TNF-$\alpha$ alone and radiation, i.e., 6.5 days and 26.9 days, respectively(p<0.05). Enhancement factor was 1.29 in OCa-I, which showed supraadditive effect. TNF-$\alpha$ did not show significant delay of AGDs in the remaining 3 tumors compared to AGDs of TNF-$\alpha$ alone and radiation. Conclusions: TNF-$\alpha$ alone showed antitumor effects in MCa-K and OCa-I. In combination with radiation, TNF-$\alpha$ acted in supraadditive way in OCa-I only. The results of this study imply that the combination of TNF-$\alpha$ and radiation has different therapeutic potential depending on tumor model and further study is advocated.

목적 : 마우스 동종암에 TNF-$\alpha$와 방사선을 병용하여 방사선의 항암 효과가 TNF-$\alpha$에 의하여 증강될 수 있는지 연구하고자 하였다. 대상 및 방법 : C3Hf/HeJ 마우스에 유방암인 MCa-K, MCa-4, 난소암인 OCa-I, 그리고 간암인 HCa-I 등 종양을 이식하였다. 종양의 크기가 6 mm에 이를 때 TNF-$\alpha$, 방사선, 또는 병용군 등 실험군을 나누어 적절한 치료를 하였다. 방사선조사는 Cobalt-60 방사선 조사기를 이용하여 HCa-I 에는 30 Gy를, 나머지 종양에는 15 Gy를 단일 조사하였다. TNF-$\alpha$는 실험실 마우스당 하루 10 ug씩 7일간 연속 주사하였다. 치료 결과는 종양성장지연 분석법으로 평가하였다. 결과 : TNF-$\alpha$ 단독 투여시 네가지 종양 중 MCa-K 및 OCa-I 종양에서 absolute growth delay (AGD)가 각각 5.0일, 6.5일로 유의한 항암 효과가 있었다. TNF-$\alpha$와 방사선을 병용한 경우 OCa-I에서는 AGD가 TNF-$\alpha$ 단독의 6.5일, 방사선의 26.9일에 비하여 TNF-$\alpha$와 방사선 병용시 41.1일로 의의있게 증가하였다 (p<0.05). EF는 1이상으로서 (EF: 1.29) TNF-$\alpha$와 방사선 병용시 증강효과가 있는 것으로 나타났다. 나머지 세 종양에서는 TNF-$\alpha$ 단독 및 방사선 단독에 비하여 TNF-$\alpha$와 방사선 병용시 AGD의 유의한 증가는 관찰되지 않았다. 결론 : TNF-$\alpha$는 마우스 동종암 중 일부 종양 (MCa-K 및 OCa-I)에서 항암 효과를 보였다. 방사선과 병용한 경우에도 일부 종양에서만 (OCa-I) 방사선의 항암 효과를 증강시키는 것으로 나타났다. 이같이 종양에 따라 방사선과 TNF-$\alpha$의 병용치료 효과의 정도가 다르다는 점은 향후 임상적 적용에 대비한 유용한 기초자료로 쓰일 것으로 기대된다.