2019 Fiscal Year Research-status Report
マイクロPIXEによる骨髄異形成症候群の血球中微量元素の動態解明と新規治療薬開発
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17K09055
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| Research Institution | Gunma University |
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Principal Investigator |
村上 博和 群馬大学, その他部局等, 特別教授 (40166260)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
笠松 哲光 群馬大学, 大学院保健学研究科, 助教 (60737542)
神谷 富裕 群馬大学, 大学院理工学府, 教授 (70370385)
齋藤 貴之 群馬大学, 大学院保健学研究科, 教授 (80375542)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 急性骨髄性白血病 / マイクロPIXE / 微量元素 / 抗腫瘍薬 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
背景：大気micro- PIXE法は元素固有のX線のエネルギースペクトルを測定することで、試料に含まれる元素の種類を特定し、単一細胞内の微量元素の二次元分布を高空間分解能で測定することが可能である。今研究では、急性骨髄性白血病（AML）の病態解明および新たな疾患の病型分類・治療法の開発へと結びつけることを目的とし、大気micro-PIXE法を用いたAML細胞内の微量元素を検討した。
対象と方法：AML由来細胞株HL-60、KG-1、THP-1を用いて、抗腫瘍薬ドキソルビシン（DXR）を添加し24時間培養を行った。細胞は洗浄後、再懸濁し、集細胞遠心装置にて500 rpm、15分遠心して0.5 μm厚のポリカーボネート膜に細胞を接着、その後真空蒸着させた。高崎量子応用研究所のシングルエンド加速器にてAML細胞内微量元素を解析した。
結果：1細胞あたりのヒストグラムを比較すると、DXR処理のHL-60およびTHP-1では未処理に比べ、Kのピークが低くなっていた。一方、DXR処理のKG-1ではKのピークに未処理との差は認められなかった。1細胞あたりのKの分布は、未処理およびDXR処理共に分布の偏りは認められなかった。他の元素ではDXR処理による明らかな差はなかった。
考察：腫瘍細胞ではKの濃度が細胞の増殖や細胞死に影響するとされている。DXRは腫瘍細胞のDNAと複合体を形成することによって、DNA polymeraseやRNA polymerase反応を阻害し、DNA複製、RNAの合成や蛋白合成を阻害し、腫瘍細胞の増殖を抑制する。今回の結果より、DXRによるAML細胞への作用機序にKの動態が直接的または間接的に関与し、また細胞株により差があったことより、細胞の分化段階も関係する可能性が示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
マイクロPIXE法による白血病細胞株における微量元素濃度の測定、および抗腫瘍薬投与による変化の解析法はほぼ完成し、白血病細胞株における抗腫瘍薬（ドキソルビシン）による細胞内微量元素の変化を確認することが出来た。しかし、マイクロPIXE法に使用する機器の稼働率が悪いため、免疫調整薬やプロテアソーム阻害薬などの新規薬剤添加による検討が十分行われていない。また、MDS細胞株における検討もすることが出来なかった。
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| Strategy for Future Research Activity |
1. MDS細胞株3種(MDS92, MDS-L, SKM-1)において細胞内微量元素濃度を解析する。
2. MDS-L細胞は免疫調整役レナリドミドやDNAメチル化阻害薬アザシチジンに対する感受性が高い芽球からなるため、これらの薬剤添加前後における微量元素動態解析を行う。
3.MDSの血球減少はアポトーシスに起因するため、上記の系でフローサイトメーターによるアネキシンⅤ/PE染色と、RT-PCR 法によるFas, Bcl-2、Bcl-xL, Bax、Bac、Mcl-1 mRNA発現を解析する。
4. マイクロPIXE法に使用する機器の使用回数の増加を量子機構・高崎研究所に依頼する。
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| Causes of Carryover |
マイクロPIXE法に使用する機器の稼働率が悪いため、検体の検査回数に限りが生じ、検体作成が予定通りに行えなくなった。そのため、検体作成に必要な試薬、器具の使用量が減ったため、次年度使用とした。
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