Modification of Late Radiation Response of Rat Salivary Glands by Pentoxifylline and Diltiazem

쥐의 타액선 방사선조사 후 만성반응에 Pentoxifylline과 Diltiazem이 미치는 영향

Purpose : To elucidate the effects of pentoxifylline and diltiazem on the late response of the salivary glands of the rat after irradiation. Materials and Methods : Sixteen Sprague-Dawley rats were divided into 4 groups : (a) irradiation alone (b) irradiation with pentixifylline (PTX) (c) irradiation with diltiazem (DTZ) (d) irradiation with both PTX and DTZ. Irradiation was given in a single fraction of 16 Gy using 4 MV photon energy through an anterior port encompassing the left side of the salivary gland leaving the right side of salivary gland as a control. PTX, 20 mg/kg and/or DTZ, 50 mg/kg were infused intraperitoneally before irradiation, Two rats from each group were sacrificed on the 10th week and the rest was sacrificed on the 16th week after irradiation. Histopathologic examinations were undertaken for each section and the proportion of vacuolated cells out of the total number of cells under light microscopic fields was calculated. The statistical significance in the difference of the proportion of the vacuolated cells among the experimental groups was evaluated by a $x^2$-test. Results : Irradiated salivary glands of the 10th week group revealed markedly increased number of vacuolated cells compared to those of unirradiated control. The proportion of vacuolated cells was significantly reduced in both the PTX group (p value=0.001) and the combined PTX and DTX group compared to those of irradiation alone group. The DTZ alone group did not reveal the significant reduction of vacuolated cells compared to those of irradiation alone group (p value, >0.05). The 16th week groups revealed similar findings to those of the 10th week group, but the degree of chronic inflammatory cell infiltrates and interstitial fibrosis was increased and the number of acinar cells was reduced compared to those of the 10th week group. Conclusions : PTX significantly reduced the late radiation response of salivary glands, but DTZ did not reduce the same degree as PTX did. Taking the positive results of this study into consideration, it seems reasonable to apply PTX into the clinical trial for the head and neck irradiation to reduce the late radiation sequelae of salivary glands in the near future. At the same time the further experiment to clarify the subcellar mechni는 involved in PTX should be preceded.

목적 : 두경부암 환자들은 방사선조사 후 부작용으로 타액선의 기능부전인 구강건조증이 흔히 유발되어 치료 후 회복이 늦어지고 삶의 질이 저하된다. 방사선조사와 함께 혈류개선제로 알려져 있는 pentoxifylline (PTX)과 칼슘 통로차단제로 알려져 있는 diltiazem (DTZ)을 단독 또는 병합으로 투여한 후 타액선의 만성변화를 분석하여 이 약제들의 방사선손상 억제 가능성을 분석해 보고자 하였다. 대상 및 방법 : Sprague-Dawley 쥐 16마리를 네 군 즉, 1) 방사선조사 단독군, 2) 방사선조사와 PTX 투여군, 3) 방사선조사와 DTZ 투여군, 4) 방사선조사와 PTX, DTZ의 병합투여군으로 분류하였다. 4 MV 선형가속기를 이용하여 16 Gy 일회로 타액선 부위에 방사선조사를 시행하였다. PTX은 방사선조사 20분 전에 kg당 50 mg을, DTZ은 방사선조사 30분 전에 kg당 20 mg을 복강 내로 각각 투여하였다. 방사선조사후 10주와 16주후에 타액선을 절제하여 H&염색을 하여 병리학적 소견을 관찰하였고 만성변화의 객관적 지표인 세포질내 공포 형성의 정도를 백분율로 측정하여 각 군간의 평균값을 비교하여 통계적인 유의성을 $x^2$-검사에 의해 확인하였다. 결과 : 방사선조사 10주 후 타액선의 선방세포질 내에서 다수의 공포형성이 관찰되었으며 방사선조사와 PTX 투여군, 또는 PTX과 DTZ 병합투여군에서는 이들 세포질내 공포 형성이 통계적으로 의미 있게 감소하였다(p vaiue, 0.001). 그러나 DTZ 투여군에서는 세포질내 공포 형성 정도가 방사선조사단 독군에 비해 통계적으로 의미 있게 감소되지 않았다(p value, >0.05). 방사선조사 후 16주에 관찰한 실험 군들에서도 선방세포질내 공포형성의 차이가 10주군들과 각기 유사한 소견을 보였으며 10주와 다른 점은 선방세포의 전체 수가 감소된 것과 간질 내 섬유화의 증가였다. 결론 : 방사선조사를 받은 쥐의 타액선에서 PTX 투여, 혹은 PTX과 DTZ 병합 투여결과 만성손상이 감소되었음을 관찰하였고 이로 미루어 보아 PTX이 방사선조사후 발생하는 구강건조증을 예방하는 효과적인 약제가 될 수 있으리라 생각한다.