목적: 폐암세포에 방사선을 조사하면 PI3K/AKT/mTOR경로와 RAS/RAF/MEK/ERK경로가 활성화되어 방사선에 대한 내성을 나타내는 것이 잘 알려져 있다. 따라서 이들 경로를 각각 혹은 동시에 억제하면 방사선에 대한 감수성을 증가시켜 방사선 치료의 효과를 증진시킬 수 있을 것으로 기대된다. 본 연구에서는 비소세포폐암 세포를 대상으로 이를 확인해 보고자 하였다. 방법: 비소세포폐암 세포주에 mTOR 억제제인 temsirolimus와 MEK 억제제인 GSK1120212를 단독 혹은 병합 투여하고 1시간 후 방사선을 조사하였다. 이후 clonogenic assay를 통해 survival fraction을 비교 분석하였다. 또한, 방사선 조사 24, 48, 72 시간 후 flow cytometry 를 통해 cell cycle의 변화, apoptosis, DNA demage 정도를 관찰하였으며, western blot을 통해 관련 단백들의 변화를 확인하였다. 성적: 비소세포폐암 세포주에 mTOR 억제제 혹은 MEK 억제제를 투여한 후 방사선을 조사하였을 때 세포의 survival fraction이 유의하게 감소하였으며, 이러한 효과는 두 약제의 병합 투여시 더욱 증가하였다. 세포주기 분석상 방사선의 효과로 G2/M arrest가 발생하였는데, 약제를 투여한 후 방사선을 조사하면 G2/M arrest가 회복되지 않고 계속 유지되는 것이 관찰되었다. 이 과정에서 방사선에 의한 DNA damage를 반영하는 γH2AX의 변화도 같은 양상의 변화를 보였다. 또한, 방사선과 약제를 병합 치료하면 apoptosis가 증가한다는 것을 flow cytometry로 확인하였다. 결론: 비소세포폐암 세포주에 mTOR 억제제 혹은 MEK 억제제를 투여하면 방사선에 대한 감수성이 증가하였으며, 하나의 경로를 억제하였을 때에 비해 두 경로를 동시에 억제하였을 때 방사선 감수성이 더욱 증가하였다. 이러한 현상은 G2/M arrest 지속 시간의 증가와 함께 관찰되었다.