システム生物学の導入による放射線治療の体積効果に関する研究

• 研究課題/領域番号: 17659360
• 研究種目: 萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 放射線科学
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 鈴木 恵士郎 北海道大学, 大学病院, 助手 (70374288)
• 研究分担者: 鬼丸 力也 北海道大学, 大学病院, 医員 (80374461)
• 研究期間 (年度): 2005 – 2006
• 研究課題ステータス: 完了 (2006年度)
• 配分額: 2,600千円 (直接経費: 2,600千円); 2006年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円); 2005年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
• キーワード: 放射線治療 / 生物システム / 相互作用 / 癌免疫治療 / 肺癌 / 体幹部定位放射線治療 / 体積効果 / 細胞間ネットワーク / 脊髄 / 動体追跡放射線治療

研究概要

システム生物学の導入により放射線治療の体積効果を解明するためには、正常組織と癌組織の相互作用に関する研究を進める必要があり、その相互作用のひとつとして癌免疫がヒントになり得る。我々は、本研究では局所放射線治療に全身性抗腫瘍効果を誘導出来る免疫治療を併用し、その腫瘍に対する腫瘍体積抑制効果を検討した。(方法と結果)腫瘍は放射線、免疫治療それぞれに耐性を示す上皮性腫瘍Lewislungcarcinoma(LLC-OVA)を用いた。免疫治療はType1型免疫を強力に惹起するCpG癌ワクチン治療をもちいた。LLC-OVAをC57BL/6に2x10^6個皮内接種し、腫瘍の大きさが6mm〜8mmになったところで治療を開始した。放射線(X線)を照射する際、腫瘍部以外は厚さ4mm鉛板で遮蔽し、腫瘍局所に1回14Gy(10G/min)で2日続けて2回照射した。2回目の照射が終わった直後にCpG(50mg/head)とOVAタンパク(200ug/head)をリボソーム(230ug/head)に封入し所属リンパ節近傍に皮内接種した。その結果、放射線治療単独群、CpGワクチン治療単独群では若干抗腫瘍効果が見られたが、顕著な延命効果は見られなかった。それに対し放射線治療とCpG癌ワクチン治療の併用群では顕著な抗腫瘍効果と延命効果が見られ、完全治癒するマウスも観察できた。また併用群では所属リンパ節、腫瘍内において腫瘍特異的CTLが相乗的に誘導されていることも確認された。これらのことは放射線治療とCpG癌ワクチン治療との併用が上皮性癌の治療においても非常に有用であることを証明している。これらの実験成果は、放射線治療の将来によって、腫瘍の体積縮小効果にも"免疫"として捉えられた生物システムが大きく関与していることを示しており、さらに"システム"としての生物を放射線治療の分野でも研究を進めることの重要性を示唆した。

研究成果

• [雑誌論文] Uncertainty in treatment of head-and-neck tumors by use of intraoral mouthpiece and embedded fiducials. (2006)
  • 著者名/発表者名: Oita M, Ohmori K, Obinata K, Kinoshita R, Onimaru R, Tsuchiya K, Suzuki K, Nishioka T, Ohsaka H, Fujita K, Shimamura T, Shirato H, et al.
  • 雑誌名: Int J Radiat Oncol Biol Phys. 64(5) ページ: 1581-1588
• [雑誌論文] Hypofractionated radiotherapy boost for dose escalation as a treatment option for high-grade spinal cord astrocytic tumor. (2006)
  • 著者名/発表者名: Katoh N, Shirato H, Aoyama H, Onimaru R, Suzuki K, Hida K, Miyasaka K, Iwasaki Y
  • 雑誌名: J Neurooncol. 78(1) ページ: 63-69
• [雑誌論文] Speed and amplitude of lung tumor motion precisely detected in four-dimensional setup and in real-time tumor-tracking radiotherapy. (2006)
  • 著者名/発表者名: Shirato H, Suzuki K, Sharp GC, Fujita K, Onimaru R, Fujino M, Kato N, Osaka Y, Kinoshita R, et al.
  • 雑誌名: Int J Radiat Oncol Biol Phys 64(4) ページ: 1229-1236
• [雑誌論文] Speed and amplitude of lung tumor motion precisely detected in four-dimensional setup and in real-time tumor-tracking radiotherapy. (2006)
  • 著者名/発表者名: Shirato H, Suzuki K, Sharp GC, Fujita K, Onimaru R, et al.
  • 雑誌名: Int J Radiat Oncol Biol Phys. 64(4) ページ: 1229-1236
• [雑誌論文] Characteristics of patients who developed radiation pneumonitis requiring steroid therapy after stereotactic irradiation for lung tumors. (2006)
  • 著者名/発表者名: Fujino M,..Onimaru, R., et al.
  • 雑誌名: Cancer J. 12(1) ページ: 41-46
• [雑誌論文] Hypofractionated radiotherapy boost for dose escalation as a treatment option for high-grade spinal cord astrocytic tumor. (2006)
  • 著者名/発表者名: Katoh N, Shirato H, Aoyama H, Onimaru R, Suzuki K, et al.
  • 雑誌名: J Neurooncol. In press
• [雑誌論文] The effect of tumor location and respiratory function on tumor movement estimated by real-time tracking radiotherapy (RTRT) system. (2005)
  • 著者名/発表者名: Onimaru R, Shirato H, Fujino M, Suzuki K, Yamaguchi K, Nishimura M, Dosaka-Akita H, Miyasaka K
  • 雑誌名: Int J Radiat Biol Phys. 63(1) ページ: 164-169
• [雑誌論文] Insertion and fixation of fiducial markers for setup and tracking of lung tumors in radiotherapy. (2005)
  • 著者名/発表者名: Imura M, Yamazaki K, Onimaru R, et al.
  • 雑誌名: Int J Radiat Oncol Biol Phys. 63(5) ページ: 1442-1447