頭頸部癌を標的としたセラミドリポソーム製剤による治療探索

• Project/Area Number: 21K09581
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 56050:Otorhinolaryngology-related
• Research Institution: Tottori University
• Principal Investigator: 藤原 和典 鳥取大学, 医学部, 教授 (90403419)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 矢間 敬章 鳥取大学, 医学部, 助教 (30444631) ; 北谷 和之 摂南大学, 薬学部, 准教授 (40539235)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000); Fiscal Year 2023: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2022: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000); Fiscal Year 2021: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
• Keywords: 頭頸部癌 / セラミド / セラミドナノリポソーム / リポソーム

Outline of Research at the Start

細胞膜のスフィンゴ脂質は，アポトーシス誘導因子として作用することが明らかとされた。申請者らは，スフィンゴ脂質の代謝過程で生成されるセラミドが，頭頸部癌に対して抗腫瘍効果を示すことを報告した。また，植物から抽出したセラミド誘導物質が頭頸部癌の発症を抑制することについても，動物実験において見出し報告した。本研究は，セラミドをより有効に生体に輸送するため開発されたセラミドリポソームが，頭頸部癌に対して，腫瘍増殖抑制効果，転移抑制効果および癌細胞遊走能抑制効果を示すか検討する。本研究の最終目的は，頭頸部癌に対するセラミドリポソームによる新規の予防・治療法の確立にある。

Outline of Annual Research Achievements

頭頸部癌細胞株（SCC9、SCC25、Fadu、A253、Detroit532）に、セラミドナノリポソーム （CNL）と、セラミド誘導体（YM-71、RT-07）を投与し、Cell Titer-Glo Cell Viability Assayを行い、それぞれの生細胞率計算とIC50を求めた。
96wellのプレートにそれぞれの癌細胞株を4000細胞ずつ播種し、１μM、３μM、１0μM、３0μM、100μMの濃度のCNL、YM-71、RT-07を投与し、24時間後にCell Titer Glo 2.0 Cell Viability Assayで生細胞率測定を行った。
結果では、CNL、セラミド誘導体ともに、頭頸部癌細胞株において、時間および濃度依存的な細胞生存率の低下を誘導した。CNLとセラミド誘導体（YM-71、RT-07）は、感受性の異なる頭頸部癌細胞株で、濃度依存的に細胞生存率の低下を誘導した。
ゴーストリポソームとコントロールで処理したすべての細胞株では、有意な細胞死は起こらなかった。セラミド誘導体のIC50が、CLNに比べて非常に低いことがわかった。
CNL IC50 SCC9:59.53, SCC-25:26.39, A253:47.53, FaDu:60.35, Detroit562: 77.69, YM-07 IC50 SCC9:15.76, SCC-25:11.62, A253:22.13, FaDu:12.66, Detroit562: 11.9, RT-71 IC50 SCC9:16.91, SCC-25:12.65, A253:26.04, FaDu:12.44, Detroit562: 12.03
また、これらをin vivoで検証するため、癌細胞株を移植したマウスの作成を行った。日本SLCから購入したBALB/c nudeマウスに、頭頸部癌細胞株（Fadu,Scc25,A253）を、それぞれ200万細胞ずつ肋間に移植した。現在、測定を行い、生着を確認するところである。今後、そのモデルマウスにCLNとセラミド誘導体を投与し、腫瘍縮小効果を確認する。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

本研究は、セラミドリポソームの頭頸部癌に対する新たな治療戦略の確立であり、本研究には、セラミド研究における共同研究者との連携およびセラミドリポソームの試料の提供が必要である。
2021年度においては、新型コロナウイルス感染拡大に伴い、遠隔地との往来ができず、研究体制の構築が困難であったため、研究の遂行が停滞したが、2022年度になり、共同研究者との往来が可能となり、再度研究体制も再構築され、研究の遅れがやや取り戻せていると思われる。動物実験も再開することができた。今後は、さらに研究を加速させるため、共同研究者との連携のもと、研究を遂行していく。

Strategy for Future Research Activity

今後は、癌細胞を移植したマウスに、CLNとセラミド誘導体を投与し、抗腫瘍効果と癌細胞の細胞死のメカニズムについて解析する。
日本SLCからBALB/c/Nudeマウスを購入し、６から８週齢の時点で、マウスをisofluraneによる麻酔下に、肋間に頭頸部癌細胞200万細胞を皮下注射で移植する。４週後の生着の確認できたマウスにCNL、セラミド誘導体を２日に１回（20日間で合計10回）腹腔内投与する。投与後、４週間の間、１週間に２回ノギスで腫瘍径を計測する。生着が確認できた癌細胞モデルマウスに対し、CNL、セラミド誘導体（YM-71、RT-07）をそれぞれ投与し、統計を行い、抗腫瘍効果を確認する。
その後、細胞死のメカニズムを解析するため、麻酔下に、腫瘍を摘出し、ウエスタンブロット解析などを行う。