肝細胞癌の低酸素応答特性に基づいたTACE/Metformin併用療法の有用性

2017 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 17K10430
• Research Institution: Hirosaki University
• Principal Investigator: 佐藤 まり子 弘前大学, 医学部附属病院, 助教 (30645263)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 廣瀬 勝己 一般財団法人脳神経疾患研究所, 南東北BNCT研究センター, 診療所長 (60623767)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: TACE / HCC / 低酸素 / CDDP

Outline of Annual Research Achievements

肝細胞癌（HCC）に対する肝動脈化学塞栓療法（TACE）後においては、その手技中に生じる低酸素環境が、腫瘍細胞の治療抵抗性獲得に寄与し、さらには塞栓後の生残細胞からの幹細胞能の誘導にも関与していることが近年明らかとなってきた。局所再発を抑制してHCC患者の長期生存を達成するため、TACEの局所制御効果を高めることが課題となる。
本研究ではまず、HepG2細胞の増殖能に対する低酸素の影響を、トリパンブルー色素排除試験で評価した。HepG2細胞は、通常酸素（21% O2）下の培養では時間に依存して生細胞数が増加したが、低酸素（1% O2）下では12時間までは正常酸素下と同等であるものの、24、48時間でも12時間時点とほぼ同等の細胞数にとどまった。フローサイトメトリーで細胞周期解析を行ったところ、24または48時間低酸素下で培養した細胞ではG1期細胞の割合が増加していた。
次に、CDDPの抗腫瘍効果に対する低酸素の影響をアポトーシス解析にて評価した。CDDPを0、1、5μMでそれぞれ培地に投与し、正常酸素下で24、48時間培養すると、CDDP濃度に依存してアポトーシス細胞は有意に増加した。しかしながら、低酸素環境下ではこのようなCDDPの濃度による抗腫瘍効果の増強は認められなかった。
CDDPはTACEでよく用いられる薬剤であるが、今回、低酸素腫瘍細胞はCDDPの濃度依存性抗腫瘍効果を減弱することが明らかとなった。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

本研究の目的は、「TACEとともにCDDPとMetforminを併用することでCDDPの抗腫瘍効果を高め、TACE後の局所再発を抑制することが可能であることを明らかにすること」である。これを達成するために必要な研究小課題として、当初、①CDDPおよびMetforminの細胞内ROS量への影響の評価、②CDDPおよびMetforminによる抗腫瘍効果の検討、③TACE/Metformin併用療法による再発抑制効果の評価、という3点を明らかにすることとして挙げた。
今回、低酸素腫瘍細胞はCDDPの濃度依存性抗腫瘍効果を減弱することが明らかとなった。一方で、細胞内ROS量の評価については、現在、予備実験にて実験条件を試行錯誤している状況である。総合的にはやや遅れていると判断する。

Strategy for Future Research Activity

研究の目的達成のため、平成29年度に引き続き、CDDPおよびMetforminの細胞内ROS量への影響の評価と抗腫瘍効果の検討を行う。具体的には、フローサイトメトリーにて細胞内ROS量の測定を行い、CDDPにMetforminを併用した場合のアポトーシス解析も行う。
さらに、今後in vivo実験を行うにあたって、全身麻酔下に家兎の肝左葉へVX2腫瘍細胞を移植し、家兎VX2腫瘍モデルを作製する。

Causes of Carryover

in vitro実験において、予備実験を複数回重ねることによって当初の予定よりも少し早い段階で実験条件を定めることができ、結果的に本実験にかかる消耗品を節約することができた。また、実験計画が当初よりもやや遅れていることもあり、次年度使用額が生じた。
これまでの研究で、低酸素腫瘍細胞ではCDDPによる濃度依存性の抗腫瘍効果が認められないことが明らかとなった。Metforminを併用することで、抗腫瘍効果が増強することを確認するため、フローサイトメトリーにてROS量測定とアポトーシス解析を行うこととし、これに必要な消耗品の購入にあてる。