Anticancer Effect of Arsenic Trioxide on Cholangiocarcinoma

Abstract

Anticancer activity of arsenic trioxide (As2O3) has been recognized in patients with acute promyelocytic leukemia and in a variety of solid tumors. The purpose of our study was to investigate anticancer activity of As2O3 on cholangiocarcinoma through in vitro and in vivo experiments using human cholangiocarcinoma cancer cells (CC-t6 cells) and a nude mouse model. The effect of As2O3 on CC-t6 cell survival was determined in vitro using MTT assay. Analysis of cell-cycle phase distribution and quantification of apoptosis/necrosis, which were achieved by flow cytometry, were performed in order to understand the mechanism of As2O3. In vivo experiment was performed to assess the effectiveness of local injection of As2O3 on tumor inhibition by comparing the following three groups each consisting of five nude mouse xenograft models: high dose As2O3 (5 mg/kg), low dose As2O3 (1 mg/kg), and saline. In MTT assay, As2O3 inhibited the growth of CC-t6 cells more effectively than cisplatin or adriamycin at concentrations between 1 and 100 µM for most time points between 24h and 72h (p < 0.05). With increased concentration of As2O3, there was dose-dependent increase in G0/G1 phase and dose-dependent decrease in S phase. As2O3-mediated inhibition of cell viability was achieved via induction of apoptosis and necrosis in a dose-dependent manner. Injection of As2O3 into CC-t6-induced tumors in nude mice inhibited the growth of subcutaneous tumor xenografts. In conclusion, As2O3 treatment dose-dependently inhibited the proliferation of CC-t6 cells via G0/G1 phase arrest and retarded tumor growth in nude mice, suggesting that As2O3 may be effective in the treatment of cholangiocarcinoma.;비소가 급성 전골수세포성 백혈병을 비롯한 다양한 고형 암환자들에게 항암 효과가 있음이 알려져왔다. 본 연구의 목적은 비소가 담도암에 항암 효과가 있는지 규명하기 위한 것으로, 인간 담도암 세포주 (CC-t6 세포주) 를 선택하여 시험관 실험과 누드 마우스를 이용한 생체 내 실험을 시행하였다. 시험관 실험은, 담도암 CC-t6 세포주에 대한 비소의 효과를 알아보기 위해 MTT 분석을 이용하였다. 비소의 작용 기전을 이해하기 위해, 유세포 분석을 이용하여 비소가 세포 주기 중 어떤 시기에 작용하는지를 분석하였고, 또한 세포고사/세포괴사를 정량화하여 분석하였다. 생체 내 실험은 누드 마우스에 만든 이종이식 종양 모델을 사용하여 실험군을 세 그룹, 즉 고용량 비소 투여군 (5 mg/kg), 저용량 비소 투여군 (1 mg/kg), 대조군 각각 다섯 마리씩으로 나눈 후 비소를 국소 주입하여 담도암의 성장이 억제되는지 알아보았다. 시험관 실험에서, MTT 를 이용하여 분석하였을 때, 비소는 24 &#8211; 72 시간대의 1 ~ 100 µM 사이의 농도에서 담도암 CC-t6 세포주의 성장을 시스플라틴이나 아드리아마이신에 비해 보다 더 효과적으로 억제하였다 (p <0.05). 유세포 분석에서, 비소의 농도가 증가할수록 농도에 비례하여 G0/G1 기가 증가하였고 S 기가 감소하였다. 또한 비소의 농도가 증가할수록 이와 비례하여 세포고사와 세포괴사의 분획이 증가하였다. 담도암 CC-t6 세포주를 피하 조직에 이식시켜 만든 누드 마우스 모델을 이용한 생체 내 실험에서, 비소를 국소 주입하였을 때 종양의 성장이 억제되었다. 결론적으로, 비소는 세포 주기 중 G0/G1 기를 정지시킴으로써 담도암 CC-t6 세포주의 성장을 농도에 비례하여 억제하였고, CC-t6 세포주를 누드 마우스의 피하에 이식시켜 만든 종양에서도 성장을 억제하였다. 따라서 비소가 담도암의 치료에 효과적으로 쓰일 수 있을 것으로 기대된다.