漢方薬を用いた再発・転移大腸がんに対する新規治療方法の開発

• Project/Area Number: 22K16536
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 55020:Digestive surgery-related
• Research Institution: Kochi University
• Principal Investigator: 白石 久 高知大学, 医学部附属病院, 薬剤師 (00717366)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2026-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2025: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2024: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2023: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2022: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
• Keywords: AMPK活性化作用 / ナノ粒子 / 漢方薬 / 大腸がん / AMPK

Outline of Research at the Start

細胞のがん化の一因として、AMP-activated protein kinase (AMPK)のリン酸化抑制による細胞周期制御シグナルの低下がある。従って、AMPKのリン酸化以降の経路を活性化させることで細胞周期を停止させ、腫瘍増殖を抑制し得る。しかし抗腫瘍作用を目的に臨床使用可能なAMPK活性化剤は存在しない。本研究では漢方薬の中でAMPK活性化作用を有する処方を見出し、罹患率が高く、治療薬開発のニーズの高い大腸がんに対する抗腫瘍作用及び、既存抗癌剤との併用療法の有効性について、培養細胞及び腫瘍移植マウスを用いて評価する。更に活性成分を同定し、新規抗がん剤のリード化合物となる成分を見出す。

Outline of Annual Research Achievements

がん細胞ではAMP-activated protein kinase(AMPK)のリン酸化が抑制され、下流に位置するシグナルの働きが抑えられることで、細胞周期が制御されず、細胞増殖速度が速くなる。これに対して、AMPKのリン酸化を促進し、活性化させることで、細胞周期を停止させ、腫瘍増殖を抑制できる。また、AMPKを活性化させることで、既存の抗がん剤の治療効果が向上することも知られている。しかし、現在、抗腫瘍作用を目的に臨床使用可能なAMPK活性化剤は存在しない。
そこで本研究では、AMPK活性化作用を有する漢方薬及び、活性成分を同定することを目的として検討している。

令和4年度に、96種類の漢方薬の構成生薬について、有機溶媒、遠心分離等の様々な方法でエキスを抽出し、培養細胞を用いてAMPK活性化を指標としたスクリーニングを行った。その結果、ニラ（Allium tuberosumの地上部）、蒼朮（Atractylodes lanceaの根茎）、牛膝（Achyranthes bidentata の根）から遠心分離によって得られたナノ粒子においてAMPK活性化が確認された。
令和5年度は、これらのナノ粒子について2種類のヒト結腸がん由来細胞（HT-29、SW480）に対する細胞増殖抑制作用にて評価を行った。その結果、これらのナノ粒子に細胞増殖抑制作用があることが確認された。現在は、これらのナノ粒子をHT-29、SW480細胞に作用させ、フローサイトメトリー法を用いて、アポトーシス及びフェロトーシスに関連するタンパク質の発現量の評価を実施している。これにより、ナノ粒子による細胞増殖抑制の作用機序を明らかにすることを目指している。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

当初の実験計画では、令和5年度には腫瘍移植モデルマウスに対する抗腫瘍活性の評価を実施するための予備的検討を行う予定であったが、未だ実施できていないため、進捗状況はやや遅れているとした。当該実験は令和6年度に実施する予定である。
しかし、令和5年度は、前年度にAMPK活性化剤としての可能性を見いだした3種類の生薬由来ナノ粒子について、2種類の大腸癌細胞を用いて細胞増殖抑制作用に関する評価を行い、活性がみとめられることを確認できた。現在、これらの物質についてフローサイトメトリー法を用いた検討を進めており、これによりナノ粒子の作用機序を明確にできると期待している。

Strategy for Future Research Activity

令和6年度は前年度に実施できなかった腫瘍移植モデルマウスに対する抗腫瘍活性の評価をするための予備的検討を実施する。
さらに、AMPK活性化剤として見いだした3種類の生薬由来ナノ粒子について作用機序を明らかにするために、フローサイトメトリー法を用いた検討を進める。
また、ナノ粒子には活性成分としてmiRNA等の核酸や植物の二次代謝産物が含まれることが予想される。これらの活性成分を明らかにするために、RNAシーケンス及びLC-MSによるメタボローム解析を実施する予定である。