Effects of Pinacidil, a Potassium-Channel Opener, on Biodistribution of Thallium-201 in Tumor-Bearing Mice

$K^+$ 통로개방제 Pinacidil이 종양이식 생쥐에서 Tl-201의 체내분포에 미치는 영향

Purpose: Thallium behaves similarly to potassium in vivo. Potassium channel opener (K-opener) opens ATP-sensitive $K^+$-channel located at cell membrane, resulting in potassium efflux from cytosol. We have previously reported that K-opener can alter biokinetics of Tl-201 in cultured cells and in vivo. Malignant tumor cells have high Na-K ATPase activity due to increased metabolic activities and dedifferentiation, and differential delineation of malignant tumor can be possible with Tl-201 imaging. K-opener may affect tumoral uptake of Tl-201 in vivo. To investigate the effects of pinacidil (one of the potent K-openers) on the localization of the tumor with Tl-201 chloride, we evaluated the changes in biodistribution of Tl-201 with pinacidil treatment in tumor-bearing mice. Materials and Methods: Baltic mice received subcutaneous implantation of murine breast cancer cells in the thigh and were used for biodistribution study 3 weeks later. $100{\mu}g$ of pinacidil dissolved in $200{\mu}l$ DMSO/PBS solution was injected intravenously via tail vein at 10 min after 185 KBq ($5{\mu}Ci$) Tl-201 injection. Percentage organ uptake and whole body retention ratio of Tl-201 were measured at various periods after injection, and values were compared between control and pinacidil-treated mice. Results: Pinacidil treatment resulted in mild decrease in blood levels of Tl-201, but renal uptakes were markedly decreased at 30-min, 1- and 2-hour, compared to control group. Hepatic, intestinal and muscular uptake were not different. Absolute percentage uptake and tumor to blood ratios of Tl-201 were lower in pinacidil treated mice than in the control group at all time points measured. Whole body retention ratio of Tl-201 was lower in pinacidil treated mice ($58{\pm}4%$ ), than in the control group ($67{\pm}3%$) at 24 hours after with injection of $100{\mu}g$ pinacidil. Conclusion: K-opener did not enhance, but rather decreased absolute tumoral uptake and tumor-to-blood ratios of Tl-201. Decreased whole body retention ratio and renal uptake were observed with pinacidil treatment in tumor-bearing mice.

목적: 생체 내에서 potassium과 유사한 역학을 보이는 thallium은 종양의 영상에 널리 사용된다. $K^+$ 통로개방제는 세포 내의 potassium을 외부로 배출되게 하는 기능이 있어 Tl-201을 이용한 종양영상에도 영향을 미칠 수 있을 것이라 생각된다. 본 연구는 강력한 $K^+$ 통로개방제의 하나인 pinacidil이 Tl-201을 이용한 종양의 국소화에 어떠한 영향을 미치는 가를 알아보기 위하여, 종양을 가진 생쥐에서 pinacidil에 의한 Tl-201의 체내분포 변화를 알아보았다. 대상 및 방법: 생쥐 유방암세포주를 이식받은 Balb/c 생쥐를 3주간 사육한 후 실험에 이용하였다. Tl-201 185 KBq를 꼬리정맥을 통해 주입한 후 일정시간에 실험동물을 희생시켜 Tl-201의 체내 분포를 알아 보았으며, pinacidil $100{\mu}g$ 투여에 따른 분포 변화를 알아보았다. 또한 Tl-201 3.7 MBq를 꼬리정맥을 통해 주입하여 Tl-201의 시간에 따른 전신 잔류율을 측정하였고, pinacidil 투여에 의한 전신 잔류율 변화를 구하였다. 결과: pinacidil 투여시 대조군에 비해 혈액 내 Tl-201의 방사능치를 약간 감소시키나 신장에서는 현저한 감소를 일으켰다. 또한 간, 근육, 및 장관의 방사능은 pinacidil 투여에 의해 변하지 않았다. 종양 내 Tl-201 섭취율 및 종양조직/혈액 무게당 섭취비는 대조군에 비해 pinacidil 투여군에서 낮았으며, Tl-201의 24시간 전신 잔류율도 pinacidil 투여군에서 낮았다. 결론: $K^+$ 통로개방제는 Tl-201의 체외 배설을 촉진시키고, 신장 섭취를 감소시켜나, 종양 섭취량도 감소시켰다. 그러므로 Tl-201 종양영상 판독시 $K^+$ 통로개방제를 사용하는 경우에는 오히려 Tl-201 종양영상의 질이 향상되기 보다는 저하될 수 있다는 사실을 고려하여야 할 것으로 생각된다.