繊維状物質による悪性中皮腫発生の分子機構の解明

• Project/Area Number: 13770178
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Hygiene
• Research Institution: Keio University
• Principal Investigator: 高田 礼子 慶應義塾大学, 医学部, 助手 (30321897)
• Project Period (FY): 2001 – 2002
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2002)
• Budget Amount: ¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000); Fiscal Year 2002: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000); Fiscal Year 2001: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
• Keywords: 悪性中皮腫 / 人造鉱物繊維 / 炭化珪素ウィスカー / 発がん機構 / 遺伝子変異

Research Abstract

繊維状鉱物による悪性中皮腫発生機構を明らかにするために、アスベスト代替繊維の一種である炭化珪素ウィスカー試料2種類をF344ラットの腹腔内に単回投与する中皮腫発がん実験を実施した。その結果、両試料ともラット1匹あたり2mg以上の投与で投与後5ヶ月以降に80%以上の個体で悪性腹膜中皮腫の発生を認めた。また本実験で認められた中皮腫はヒト悪性中皮腫によく類似した腫瘍であることを、組織化学、電子顕微鏡等による詳細な検索をあわせて実施して病理組織学的に確認した。以上のように、炭化珪素ウィスカーのラット腹腔内単回注入実験は、比較的短期にヒト悪性中皮腫と類似した特徴を持っ腫瘍を再現性よく高率に発生させることができることから、ヒト悪性中皮腫発生のin vivoモデルのひとつとして有用であると考えられた。
本研究で用いた2種の炭化珪素ウィスカー試料は、繊維サイズがほぼ同等で非常に細くて長く、これまでの繊維状鉱物の動物発がん実験で中皮腫発がん性が高いとされているサイズに相当していた。また解剖時に線維化した腹膜組織にかなりの繊維が残存していたことから体内耐久性も高いと判断できた。このことから繊維状鉱物の中皮腫発生には繊維サイズおよび体内耐久性が重要な因子であることが再確認された。
本研究では2種類の試料投与群間では腫瘍発生率には差がなかったものの、生存時間分析では50%生存期間に有意な差が認められ、繊維により悪性中皮腫の進展に差があることが示唆された。実際に試料の物理化学的性状を電子顕微鏡による観察およびBET法による比表面積測定等により詳細に検索した結果、繊維の形状と表面の微細構造に差が認められた。これまでに表面微細構造に関しては細胞毒性に影響することが報告されている。以上のことから、悪性中皮腫の進展には繊維サイズ以外に表面微細構造などの繊維の性状が関与していることが考えられた。