2017 Fiscal Year Annual Research Report
Therapeutic study on melanoma-killing activity of plasma-stimulated medium
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15K09792
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| Research Institution | Nihon University |
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Principal Investigator |
落合 豊子 日本大学, 医学部, 教授 (40133425)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鈴木 良弘 日本大学, 医学部, 研究員 (80206549)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 低温大気圧プラズマ / メラノーマ / 活性酸素 / ミトコンドリア / アポトーシス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、「ROSによるミトコンドリア形態変化が低温大気圧プラズマ(AGP)誘発細胞死に関与し、それに対する正常細胞とメラノ－マ細胞の感受性の差が腫瘍選択性に寄与する」という仮説の立証であった。
研究の結果1)ミトコンドリア分裂は細胞死の誘発には不十分でミトコンドリアの断片化と凝集が必要。2) AGPによるミトコンドリア分裂はダイナミン関連タンパク質１(Drp1)の616番目と 637番目セリン残基のリン酸化を介して制御されるが、細胞死に必要な断片化と凝集はDrp1非依存性。3) AGP照射液中にはmMレベルの過酸化水素(H2O2)が生成し、これを細胞に添加するとミトコンドリア内にスーパーオキシドが産生された。4) AGPとH2O2によるスーパーオキシド産生はがん細胞（メラノ－マ、骨肉腫、肺がん細胞株）の方が正常細胞（メラノサイト、線維芽細胞）より有意に高かった。5) H2O2もAGP照射液と同様のDrp1依存性ミトコンドリア分裂を惹起した。その感受性はがん細胞の方が正常細胞よりも強く、がん細胞ではミトコンドリアの断片化と凝集が見られたが、正常細胞では軽度なミトコンドリア分裂のみが見られた。6) この反応の差はミトコンドリアの断片化と凝集に必要な細胞膜脱分極が一部ROSにより制御され、がん細胞でより強く惹起されることに起因する。7) AGP誘発細胞死の種類はどの媒体にAGPを照射するかで異なり、培地（DMEM）照射ではアポト－シスが誘発されたが、ナトリウム塩溶液照射ではカスパーゼ非依存性細胞死が誘発された。
以上の知見から当初の仮説は立証され本研究の目的は達成された。
本研究の成果は、ミトコンドリア形態変化がアポト－シスのみならず他の細胞死誘発にも大きな役割を果たすことを示唆し、これを標的とした細胞死誘発法はアポト－シス抵抗性メラノ－マの治療に応用できると期待される。
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