Anti-tumor effect of low power laser irradiation on gastroenterological cancer

Abstract

원발성 간세포 암종 (HCC)와 결장 직장암 (CRC)은 높은 이환율과 사망률을 가진 가장 흔한 임상 악성 종양 중 하나이다. 저전력 레이저 조사 (LPLI)는 여러 유형의 과형성에서 세포 독성 또는 자연사를 유도함으로써, 위암에 대한 잠재적 대안 치료법이 될 수 있다. 따라서, 본 연구는 2가지 상이한 암종 세포에 532 nm 레이저를 조사하여 LPLI에 의해 유도된 세포 사멸 및 기전에 초점을 맞추었다. 편평 상피 세포 암종 (VX2)와 결장암종 (CT26) 세포를 배양하여 실험을 진행하였다. 레이저는 0에서 600 J/cm2 사이의 조건으로 조사되었다. 세포 반응을 모니터링 하기 위해 레이저 조사 후 24시간에 MTT 분석, 형광 이미지 측정, 상처 치유 및 세포 사멸을 평가하였으며 이를 통해 VX2와 CT26 세포의 생존도, 이동 및 자연사에 대한 LPLI의 선량 의존적 자극 효과를 입증하였다. 600 J/cm2의 치료적 선량은 세포 생존율에서 통계적으로 유의한 억제를 유도하였다. 또한, 상처 치유 분석과 세포 사멸 시험을 통해 높은 선량의 LPLI가 세포 이동을 억제할 뿐만 아니라 세포 사멸을 유도할 수 있음을 확인하였다. 본 연구는 LPLI가 암종 세포 치료의 잠재적 대안이 될 수 있음을 입증하였으며, 나아가 생체 내 종양 모델에서 LPLI의 가능성과 유효성을 평가하기 위해 추가 연구가 수행 될 것이다

Primary hepatocellular carcinoma (HCC) and colorectal cancer (CRC) are two of the most common clinical malignancies along with high morbidity and mortality. As low-power laser irradiation (LPLI) can induce cytotoxicity or cell apoptosis on several types of hyperplasia, LPLI may be a potential alternative treatment for gastroenterological cancers. The current in vitro study focused on LPLI-induced apoptosis and mechanism after 532-nm laser irradiation on two different carcinoma cells. Squamous cell carcinoma (VX2) and murine colon carcinoma (CT26) cells were cultured for the feasibility LPLI testing. The applied fluence varied from 0 to 600 J/cm2. MTT analysis, fluorescence imaging, wound healing assay, and cell apoptosis tests were performed 24 hr post-irradiation to monitor cellular responses. The current results demonstrated a dose-dependent stimulatory effect of LPLI on the cell viability, migration and apoptosis of VX2 and CT26 cells. The therapeutic fluence of 600 J/cm2 induced statistically significant inhibition in the cell viability. Both the wound healing assay and the cell apoptosis tests confirmed that LPLI with high fluences could inhibit cell migration as well as induce cell apoptosis. The current findings demonstrate that LPLI might be a potential treatment for the carcinoma cells. Further studies will be performed to evaluate the feasibility of LPLI in in vivo tumor models.