NMDA受容体シグナル抑制と温熱療法併用放射線治療での膵臓癌の克服

• Project/Area Number: 22K07711
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 52040:Radiological sciences-related
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 飯泉 天志 筑波大学, 附属病院, 病院講師 (20784630)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 森 寿 富山大学, 学術研究部医学系, 教授 (00239617) ; 松本 孔貴 筑波大学, 医学医療系, 助教 (70510395)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2025-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2024: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2022: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
• Keywords: NMDA受容体 / 放射線治療 / 温熱療法 / 増感作用 / 膵臓癌

Outline of Research at the Start

難治性癌の代表的疾患である膵臓癌は、外科的切除が治療の第一選択であるが、初診時には7 割近くが切除不能である。切除不能な膵臓癌に対する化学療法や化学放射線療法は、現状では予後は短期である。従って治療強度を高めた新治療法としてN-methyl-D-aspartate 受容体シグナル伝達経路を阻害することで、温熱療法併用放射線治療の抗腫瘍効果の増感作用が安全に得られることを細胞レベルで明らかにする。また、上記増感作用に関与するDNA損傷応答経路のメカニズムを明らかにする。さらに、３次元培養モデルでの腫瘍増殖抑制効果を検証し、今後のトランスレーショナル研究に発展させるための、基礎情報を得る。

Outline of Annual Research Achievements

1.　毒性評価試験と細胞死実験：これまでに線維芽細胞L929に対してN-methyl-D-aspartate（NMDA）受容体拮抗薬であるDizocilpine maleate (MK-801)およびメマンチンを段階的に濃度変化させてMTTアッセイを用いてIC50を測定する毒性評価試験と対象とする細胞としてヒト膵臓癌細胞であるBxPC3を用いてNMDA受容体拮抗薬の抗腫瘍増感効果を調査する準備を進めてきている。しかしながら、参加した学会での情報収集や分担研究者との打ち合わせの中で、対象細胞にNMDA受容体が確かに発現していることの証左をつかむために、Revevrse transcription polymerase chain reaction（RT-PCR）によるRNAの存在確認を一連の研究過程の中で実施する必要性が明らかとなった。従って、今後毒性評価試験および抗腫瘍増感効果調査と併行して、RT-PCRによる解析も分担研究者の協力を得ながら実施していく予定である。
2.　NMDA受容体拮抗薬の細胞周期停止機構への影響：上記1.の実験の次の段階として予定しているNMDA受容体拮抗薬使用下での温熱併用放射線の細胞周期停止機構への影響を明らかにするための準備を進めてきている。分担研究者と実験実施についてさらに協議を進め、本年度には本実験も実施していく予定である。
3.　3次元（3D）培養腫瘍モデルへの効果を検証する：上記2.で得られた最も抗腫瘍効果の高い組み合わせを用いて、3D細胞でNMDA受容体拮抗薬存在下での温熱併用放射線に対する増感効果を細胞抑制効果をみることで検証する。本実験は今後のトランスレーショナル研究への架け橋となる研究であり、学会参加を通じて実験手法やトランスレーショナル研究への移行の仕方等について情報収集に努めた。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

NMDA受容体の発現状況についてより精度の高い情報を取得するために、研究計画当初予定していなかったRT-PCRを実施することが必要であることが判明し、その手技などの検討を分担研究者とともにしてきたため時間を要したことが原因である。それに伴い、当初予定していた毒性評価試験とNMDA受容体拮抗薬の抗腫瘍増感効果を調査するための細胞死実験の実施が遅れたことが原因である。

Strategy for Future Research Activity

RT-PCRについては、プライマーを設計し、試薬等の購入を進める。また、分担研究者と協同してRT-PCRによりNMDA受容体の発現状態を調べる。毒性評価試験と細胞死実験については、IC50値を求め、ヒト膵臓癌細胞であるBxPC3を用いてNMDA受容体拮抗薬の抗腫瘍増感効果を引き続き調査すすめていく。また、NMDA受容体拮抗薬によるNMDA受容体を介した経路の細胞周期への影響については、毒性評価試験とNMDA受容体拮抗薬による抗腫瘍増感効果を確認の上で、実施していく。