2018 Fiscal Year Research-status Report
Investigation of mechanism of radiosensitizing effect of 5-aminolevulinic acid for malignant gliomas
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18K07307
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| Research Institution | University of Occupational and Environmental Health, Japan |
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Principal Investigator |
山本 淳考 産業医科大学, 医学部, 教授 (80461565)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 5-ALA / グリオーマ / 悪性リンパ腫 / 放射線増感 / 脳腫瘍 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
われわれは、今までに5-アミノレブリン酸(ALA)の放射線増感作用について、悪性グリオーマ細胞株を使用し、in vitroおよびin vivoにおいて、その効果を証明してきた。悪性グリオーマにおいて、5-ALAから誘導されるプロトポルフィリンIX(PpIX)がミトコンドリアに集簇することにより、放射線照射時にミトコンドリアに局所的な活性酸素種産生を誘導し、放射線照射後の遅発性活性酸素種産生が増加し、細胞死を誘導することもわかってきた。したがって、悪性腫瘍において、5-ALAから誘導されるPpIXがミトコンドリアに集簇すれば、理論的に放射線増感を誘導することが可能となる。
悪性脳腫瘍は、悪性グリオーマのみならず、悪性リンパ腫などさまざまな腫瘍が存在する。悪性リンパ腫は、放射線感受性が高い腫瘍であるが、遅発性放射線障害（高次脳機能低下・白質脳症）が問題となる。そのため、照射線量の減量が求められる。今回、悪性リンパ腫への適応拡大を目的として、予備実験を行った。悪性リンパ腫細胞株（HKBML, MC116, Raji）を、5-ALA（0.3 mM）を含む培地で、４時間および１２時間培養を行い、フローサイトメーター（EC800; Sony）にて、細胞内に蓄積するプロトポルフィリンIX (PpIX)の定量を行った。さらに、同様に5-ALAで処理した悪性リンパ腫細胞を、共焦点レーザー顕微鏡（LSM Pascal: Zeiss）を用いて、PpIXの局在を評価した。悪性リンパ腫細胞株においては、5-ALAで処理を行うことで、いずれの細胞においてもコントロールと比較し有意にPpIXの蓄積を認めた。４時間および１２時間でのPpIXの蓄積については、有意差はみられなかった。さらに、共焦点レーザー顕微鏡による評価では、蓄積するPpIXの局在について、悪性グリオーマと同様に細胞質を中心に確認された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
悪性脳腫瘍を考えた場合、放射線治療は重要な役割を示す。悪性グリオーマのように放射線感受性が低い腫瘍や悪性リンパ腫など放射線感受性が高い腫瘍も存在する。本研究を進めていく過程において、いずれの悪性脳腫瘍においても、5-ALAの放射線増感作用が証明されれば、極めて有用性ならびに汎用性が高いと考えられる。そのため、悪性グリオーマにおける5-ALAの放射線増感のメカニズムの解明を進めていくうえで、悪性リンパ腫においても並行しながら比較および研究を進めていくのが妥当と考えられた。
したがって、まず、in vitro実験系における悪性リンパ腫に対する5-ALAの反応性を評価する必要性が生じ、進捗に遅れを生じた。しかし、本研究において、従来のわれわれが行ってきた悪性グリオーマにおける5-ALAから誘導されるPpIXの蓄積および局在は、悪性リンパ腫細胞においても同様であることが確認された。悪性グリオーマ細胞株は接着細胞である一方で、悪性リンパ腫は浮遊細胞の形態を有しているが、今回の研究により、5-ALAが悪性グリオーマと同様に、悪性リンパ腫においても十分にプロトポルフィリンIXが細胞質に蓄積していることが確認され、放射線増感を有する可能性が示唆された。
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| Strategy for Future Research Activity |
従来、がん腫において組織内に含まれる低酸素領域が放射線抵抗性を呈するといわれている。この低酸素領域における放射線増感作用をいかに向上させるかが問題となる。5-ALAの放射線増感に関する研究において、低酸素領域に着目した研究はなく、悪性グリオーマおよび悪性リンパ腫において、低酸素培養下にても同様な現象が確認されるのか、さらなる研究を進めていく。
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