Human cerebrospinal fluid affects chemoradiotherapy sensitivities in tumor cells from patients with glioblastoma.

1. 논문 제목: Human cerebrospinal fluid affects chemoradiotherapy sensitivities in tumor cells from patients with glioblastoma.

2. 저자명: Brett W. Stringer, Manam Inushi De Silva1, Zarina Greenberg, Alejandra Noreña Puerta1, Robert Adams, Bridget Milky, Michael Zabolocki, Mark van den Hurk, Lisa M. Ebert, Christine Fairly Bishop, Simon J. Conn, Ganessan Kichenadasse, Michael Z. Michael, Rebecca J. Ormsby, Santosh Poonoose, Cedric Bardy

3. 출처 및 게재 (발행일): Science Advanced, 25 October 2023

4. DOI:  https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adf1332 

5. Abstract: Glioblastoma (GBM) shows marked interpatient variability in response to chemoradiotherapy. Cerebrospinal fluid (CSF) is a major component of the brain tumor microenvironment, yet its role in treatment sensitivity remains poorly understood. In this study, we examined the effects of human CSF on chemoradiotherapy responses in patient-derived GBM cells. Exposure to CSF significantly altered sensitivity to temozolomide and radiation compared with standard culture conditions, with distinct patient-specific patterns. CSF modulated cell proliferation, DNA damage responses, and apoptotic signaling pathways, thereby influencing treatment efficacy. These findings demonstrate that human CSF is a critical microenvironmental factor shaping therapeutic responses in glioblastoma.

6. 한글 초록 요약본: 교모세포종(Glioblastoma, GBM)은 항암화학요법과 방사선 치료에 대한 반응이 환자마다 크게 달라 치료 예측이 어려운 종양이다. 뇌척수액(cerebrospinal fluid, CSF)은 종양 미세환경의 중요한 구성 요소이나, 치료 반응성에 미치는 영향은 충분히 규명되지 않았다. 본 연구에서는 환자 유래 GBM 세포를 대상으로 인간 CSF가 항암화학요법과 방사선 치료 감수성에 미치는 영향을 분석하였다. CSF에 노출된 GBM 세포는 표준 배양 조건과 비교하여 temozolomide 및 방사선 치료에 대한 반응성이 유의하게 변화하였으며, 그 양상은 환자별로 상이하였다. CSF는 세포 증식, DNA 손상 반응 및 세포사멸 경로를 조절함으로써 치료 감수성을 변화시키는 것으로 나타났다. 본 연구는 뇌척수액이 교모세포종 치료 반응을 결정하는 중요한 미세환경 인자임을 제시한다.

7. 한글 논문 요약본 (Intro, Methods, Results)

1) Introduction: 교모세포종(Glioblastoma, GBM)은 표준 치료로 수술 후 방사선 치료와 temozolomide 병용 요법이 적용되지만, 치료 반응과 예후는 환자 간 큰 차이를 보인다. 이러한 이질성은 종양 세포 자체의 유전적 특성뿐 아니라 종양 미세환경의 영향과도 밀접하게 연관되어 있다. 특히 뇌척수액(cerebrospinal fluid, CSF)은 뇌실과 지주막하 공간을 순환하며 종양 세포와 직접 접촉하는 환경임에도 불구하고, 대부분의 in vitro 연구에서는 고려되지 않았다. 본 연구는 인간 CSF가 환자 유래 GBM 세포의 항암화학요법 및 방사선 치료 감수성에 어떠한 영향을 미치는지를 규명하고, 치료 반응 예측에 있어 미세환경 요인의 중요성을 평가하고자 수행되었다.

2) Methods: 본 연구에서는 교모세포종 환자로부터 수술로 얻은 종양 조직을 이용하여 1차 배양 GBM 세포를 확립하였다. 인간 뇌척수액은 비종양 환자로부터 채취하여 멸균 처리 후 세포 배양에 사용하였다. GBM 세포는 표준 배양 조건 또는 CSF가 포함된 배양 조건에서 temozolomide 처리 및 방사선 조사를 수행하였다. 세포 생존율은 ATP 기반 생존 분석과 colony formation assay를 통해 평가하였으며, DNA 손상 반응은 γ-H2AX 면역염색으로 분석하였다. 또한 세포사멸은 caspase 활성 측정과 Annexin V 염색을 통해 확인하였다. 환자 간 치료 반응 차이를 비교 분석하였다.

3) Results: 인간 CSF에 노출된 GBM 세포는 표준 배양 조건과 비교하여 temozolomide 및 방사선 치료에 대한 감수성이 유의하게 변화하였다. 일부 환자 유래 세포에서는 치료 저항성이 증가한 반면, 다른 세포에서는 치료 민감성이 증가하는 상반된 반응이 관찰되었다. CSF는 세포 증식 속도를 변화시키고, γ-H2AX 신호를 조절하여 DNA 손상 축적 및 복구 양상에 영향을 미쳤다. 또한 caspase 활성 분석 결과, CSF는 세포사멸 유도 효율을 조절하는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 CSF가 환자 특이적인 방식으로 교모세포종의 화학 방사선 치료 반응을 결정함을 시사한다.

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