To acquire high resolution image of cancer cells and surrounding tissue environment, various imaging windows have been used for mice cancer xenograft model. Among them, dorsal skinfold chamber is widely used for angiogenesis studies in various cancer types due to its simple surgery and easy optical approach. Current researches with advanced imaging modalities suggests further application of dorsal skinfold chamber to investigate cancer invasion and metastasis.
However, since anatomical structure of dorsal skinfold chamber is based on skinfold of mice dorsal region, tissue environment provided by implanted cancer cell is no consistent, but strictly distinguished along its anatomical location. Therefore, analysis of implanted cancer cells must be categorized in layer-dependent manner. However, in previous studies, very little debates about layer dependent cell behavior have done. In order to expand the topic in this aspect, anatomical characterization of tissue layers of dorsal skinfold cham-ber and layer-dependent analysis of cancer behavior was performed in this study.
Tissue layers in dorsal skinfold chamber could be comparted into 3 unique layers. Peri-muscular con-nective tissue (PMCT) layer, striated muscle layer (SM) layer, and subcutaneous adipose (SA) layer could be clearly distinguished from their anatomical feature. Following experiment with conventional glioblastoma multiforme cell line xenograft model, morphologic changes of implanted cancer cells and cancer associated tissue could also be categorized in layer dependent manner. This layer-based approach also suggested addi-tional biological implications in various application of dorsal skinfold chamber.
These results suggests that dorsal skinfold chamber can be utilized to investigate tissue dependent cancer cell behavior. In addition, the result further suggests that cancer associated tissue environment must be clarified prior to interpret the result of animal cancer xenograft.
동물 암 이식 모델의 고해상도 이미징을 위해 다양한 이미징 창 (Imaging window)이 사용된다. 그 중에서도 dorsal skinfold chamber는 비교적 간단한 수술과정과 쉬운 광학적 접근으로, 다양한 암 종에서 신혈관생성 조사에 널리 사용된다. 최근에는 다양한 현미경법을 응용하여, dorsal skinfold chamber를 단순한 혈관형태 변화의 조사가 아닌 이식된 종양세포의 침투와 전이 정도 등의 연구에도 사용하고자 하는 시도도 이루어지고 있다.
Dorsal skinfold chamber는 동물 모델의 배면 피하조직을 투영하는 이미징 창이기 때문에, 이식된 종양 세포에게 제공하는 조직 환경이 균일하지 않고 해부학적 위치에 따라 매우 특이하게 구분되는 계층 구조를 가진다. 따라서 이식된 종양 세포에 대한 분석은 그 계층 구조에 따라 구분되어 다르게 접근되어야 한다. 하지만 이전의 dorsal skinfold chamber를 이용한 종양 이식 모델에서의 연구는 이런 관점에 대한 토의가 충분치 못했다. 따라서 이 연구에서는, dorsal skin-fold chamber가 이식된 종양 세포에게 제공하는 조직환경을 해부학적 특징에 따라 구획화하고 정의하여 정확한 분석을 이루고자 하는데 목적이 있다.
Dorsal skinfold chamber를 이용해 광학적으로 접근 가능한 조직 계층을 세 층으로 분류하고 특성화 할 수 있었다. 근 주변 결합 조직 층은 콜라겐 밀도가 높은 세포 외 조직으로, 가로무늬근 층은 잘 배열된 근육과 모세혈관으로, 피하지방 층은 비교적 굵은 소정맥과 소동맥 대표되며 각 계층의 특징이 매우 특이하게 분류될 수 있었다. 일반적으로 사용되는 교모세포종 세포주를 이식한 이후 실험에서, 이식된 교모세포종 세포들의 형태학적 특징은 물론 그 주위의 조직 환경의 변화 또한 세 계층 구조에 따라 다르게 나타남을 이광자 현미경 이미지의 정량적 분석을 통해 보였다. 또한, 이와 같은 계층 구조별 분석을 신혈관생성 억제제의 효능을 검증하는 실험과 환자 유래된 교모세포종 유사줄기세포 간의 상호작용을 알아보는 등의 실험에 적용시켰을 때, 더 많은 생물학적 의미를 시사하는 데이터를 산출해 낼 수 있었다.
이 연구를 통해, Dorsal skinfold chamber을 이용해 종양의 동물 이식 모델을 대해 연구함에 있어 반드시 종양 세포가 이식되는 미세 조직환경을 고려하여야 함을 보였다. 또한, 주변 조직에 따른 종양 세포의 행동은 물론, 이식된 종양 세포에 의한 주변 미세 조직환경도 계층 조직에 의한 분석법으로 분석하여 새로운 생물학적 의미를 시사하는 정보를 얻어낼 수 있음을 보였다. 따라서, 유사한 동물 종양 이식 모델을 사용하는 연구에 있어서도 이와 같은 미세 조직 환경에 대한 사전 분석과 특성화가 필요할 것임을 제안하고자 한다.
