Microarray analysis of mouse lungs after high dose per fraction irradiation with limited lung volumes

Abstract

One of the most important assignments that must be overcome is radiation-induced lung injury (RILI) which can diminish quality of life in patients treated by RT for lung cancer that is the leading cause of human cancer mortality and the most common cancers. Although cumulative studies had been reported about basic pathophysiology, prediction, and therapeutics about RILI, there have been so far no clear answer to any of these. To identify relevant genes in RILI with high dose per fraction irradiations (HDFR) such as stereotactic body radiation therapy (SBRT), both in vivo models and image-guided, highly focal irradiation systems are necessary. Here, we identified some genes from the lungs of mice after irradiation using such an irradiation system at lung volumes in mice considering radiation therapy range of clinical treatment. Highly focal irradiation (90 Gy) was exposed to a 3 mm volume of the left lung of C57BL6 mice using a small-animal stereotactic irradiator. Histo-pathological examination, and cDNA micro array using irradiated lung tissue were performed and radiation responsible genes were identified. Further study is necessary for functional elucidation and clinical implication of these genes in HDFR-mediated lung injury such as lung fibrosis or pneumonitis.;폐암은 현재 가장 흔하게 발병하는 질환이며 인간의 암 사망의 주된 원인이다. 이런 폐암을 치료하기 위해 많은 환자들의 방사선 치료를 받고 있으며, 이런 환자들은 방사선으로 인한 폐손상으로 인해 삶의 질이 낮아지고 있다. 비록 많은 연구들이 방사선으로 인한 폐손상에 대한 기본적인 병태생리학, 예측, 치료법 등에 대해 보고해 오고 있지만 정확한 해답이 현재로서는 없는 실정이다. 본 연구에서는 최근의 방사선치료의 트렌드를 반영하여 SBRT같은 고선량 저분할 방사선 조사에 의한 폐손상, 특히 폐섬유화 과정에 관여하는 유전자를 찾기 위해, 임상적 상황의 방사선 치료 범위를 고려하여 C57BL6 마우스의 왼쪽 폐 3 mm 부피에 90 Gy의 고선량 방사선을 조사한 후 폐로부터 마이크로 어레이 및 RT-PCR법을 사용하여 몇몇 유전자를 발굴하였다. 이때 매우 집중된 방사선의 용량을 소동물 입체공간적인 방사선 조사기를 사용하여 조사되었다. 방사선 조사된 폐 조직을 이용하여 조직병리학적 염색법 및 마이크로어레이를 수행하였고 고선량 저분할 방사선이 원인이 되는 유전자들을 확인하였다. 앞으로 진행할 연구는 기능적인 설명과 폐 섬유화나 폐렴 같은 고선량 저분할 방사선에 의해 영향을 받는 폐손상에서 이런 유전자들의 임상적인 영향을 밝혀내는 것이 필수적이다.