分子シャペロンを併用した放射線・温熱癌治療法の基礎的研究

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12217130
• Research Institution: Nara Medical University
• Principal Investigator: 大西 武雄 奈良県立医科大学, 医学部, 教授 (60094554)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高橋 昭久 奈良県立医科大学, 講師 (60275336) ; 大西 健 奈良県立医科大学, 助教授 (50152195)
• Keywords: 分子シャペロン / グリセロール / 放射線 / 癌治療 / 抗癌剤 / アポトーシス / 遺伝子導入 / p53

Research Abstract

【目的】p53欠損のヒト癌細胞にさまざまなホットスポットに変異を持つp53遺伝子(codon143,Val→Ala ; codon175,Arg→His ; codon248,Arg→Trp ; codon273,Arg→His)を導入し、どのタイプの変異型p53蛋白質の機能が分子シャペロンで回復するのかを培養細胞レベルで検討した。すなわち、グリセロールの分子シャペロン効果が特定の変異型p53蛋白質の立体構造にのみに有効であるのか、変異部位に依存しているのかを調べた。さらに、どのようなアポトーシス関連遺子がグリセロールによりp53依存的に発現回復するかをDNAアレイ法で調べた。【結果】1.H1299/wtp53細胞は変異型p53導入細胞(H1299/143,H1299/175,H1299/248,H1299/273)およびH1299/neo細胞に比べて放射線感受性が高かった。2.グリセロール処理すると、H1299/175とH1299/248細胞で顕著に、H1299/143とH1299/273細胞で僅かにX線感受性が増強された。一方、H1299/wtp53およびH1299/neo細胞ではこのような増強効果は見られなかった。3.グリセロール処理すると、H1299/175とH1299/248細胞で放射線誘導アポトーシスの増強が見られた。一方、H1299/143とH1299/273細胞およびH1299/wtp53とH1299/neo細胞では放射線誘導アポトーシスの増強は見られなかった。4.p53の各部位のリン酸化を認識する抗体を用い、正常型p53の放射線処理後のリン酸化部位を調べたところ、p53の遺伝子型に係わらず放射線照射によってセリン15がリン酸化され、グリセロールと放射線の併用処理でより強くリン酸化された。5.DNAアレイ法によってグリセロールとCDDP併用処理群ではCDDP処理単独群と比較して、アポトーシス抑制遺伝子TRAF2、NIK、IKK、NFκB、IAPなどの発現抑制が見られることが分かつた。6.グリセロールの分子シャペロン効果が移植癌でも見られるかどうかを検討するため、mp53導入舌扁平上皮癌細胞SAS/Trp248細胞(mp53)またはSAS/neo細胞(wtp53)をヌードマウス(Balb/cAJcl-nl)の大腿皮下に移植し、グリセロール局所投与後にX線照射した。経日的に腫瘍径を計測し、腫瘍重量を算出した。その結果、グリセロールをあらかじめ投与すると、mp53腫瘍において放射線増感効果が見られた。
【考察】以上の実験結果より、放射線誘導アポトーシスに対するグリセロールのシャペロン様効果はp53の変異部位に依存していること、変異型p53蛋白質の立体構造の違いに原因があることが示唆された。さらに、変異型p53蛋白質を標的としたグリセロールによる分子シャペロン治療の有効性が培養細胞系のみならずヌードマウス移植系でも示唆された。

Research Products

• [Publications] Yuki, K., et al.: "Glycerol enhances CDDP-induced growth inhibition of thyroid anaplastic carcinoma tumor carrying mutated p53 gene."Oncol.Rep.. 11(4). 821-824 (2004)
• [Publications] Yasumoto, J., et al.: "Apoptosis-related gene expression after hyperthermia in human tongue squamous cell carcinoma cells harboring wild-type or mutated p53."Cancer Lett.. 204(1). 41-51 (2004)
• [Publications] Yasumoto, J., et al.: "Analysis of apoptosis-related gene expression after X-ray irradiation in human tongue squamous cell carcinoma cells harboring wild-type or mutation-type p53 gene."J.Rad.Res.. 44(1). 41-45 (2003)
• [Publications] Harima, Y., et al.: "Expression of Ku80 in cervical cancer correlates with response to radiotherapy and survival."Amer.J.Clin.Oncol.. 26(4). e80-e85 (2003)
• [Publications] Masunaga S, et al.: "Usefulness of combined treatment with mild hyperthermia and/or tirapazamine in the treatment of solid tumors : its independence of p53 status."Cancer Sci.. 94(1). 125-133 (2003)
• [Publications] Takahashi, A., et al.: "p53-Dependent hyperthermic enhancement of tumor growth inhibition by X-ray or carbon-ion beam irradiation."Int.J. Hyperthermia. 19(2). 145-153 (2003)
• [Publications] Tamamoto, T., et al.: "Heat-induced growth inhibition and apoptosis in transplanted human head and neck squamous cell carcinomas with different status of p53"Int.J. Hyperthermia. 19(2). 590-597 (2003)
• [Publications] Yasumoto, J., et al.: "The role of p53 molecule in radiation and hyperthermic therapies."J. Health Sci.. 49. 273-277 (2003)
• [Publications] 幸和恵 他: "がん細胞に特徴的なシグナル伝達分子を標的とする薬剤"放射線生物研究. 38(3). 245-259 (2003)