超音波によるがん治療をめざした遺伝子導入とアポトーシス誘導の基礎的研究

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12217049
• 研究機関: 富山医科薬科大学
• 研究代表者: 近藤 隆 富山医科薬科大学, 医学部, 教授 (40143937)
• 研究分担者: 田渕 圭章 富山医科薬科大学, 生命科学実験センター, 助手 (20322109) ; 趙 ちん利 富山医科薬科大学, 医学部, 教務職員 (90313593) ; 小川 良平 富山医科薬科大学, 医学部, 講師 (60334736)
• キーワード: 超音波 / 遺伝子導入 / 遺伝子発現 / アポトーシス / 超音波造影剤 / cDNAマイクロアレイ

研究概要

物理的エネルギーの癌治療への応用と最適化をめざして、放射線、温熱および超音波を対象に作用を比較しながら研究を進めている。その中で特に超音波による遣伝子導入、アポトーシス誘導および遺伝子発現の制御を目的とした。in vitroでの超音波による遺伝子導入の結果を踏まえ、細胞膜の流動惟を高めるリドカインや温熱の併用が膀胱内での遺伝子導入の効率を高めることを見いだした。また、超音波造影剤であるレボビストが膀胱内での遺伝子導入効果を増強することを確認した。また、超音波造影剤3種類について、フリーラジカル除去能、超音波による細胞致死効果およびアポトーシスにおよぼす影響について比較し、フリーラジカル除去能が高いレボビストがアポトーシス生成率も低いことが判明した。アポトーシス誘導については、超音波の最適誘導条件の解明をすすめ、遺伝子発現の制御については、超音波で誘導されるheme oxygenase 1をタンパク質水準で確認し、強度、照射時間等の依存性およびその誘導機構の検討を進めた。別途、cDNAマイクロアレイシステムを用いて、超音波による変動遣伝子の検討も行い新たな変動遺伝子群を認めた。また、周波数の異なる超音波を用いて、化学効果を指標とした標準となる化学線量計の検討および周波数依存性を調べ、化学効果の最適周波数帯を明らかにした。放射線および温熱誘発アポトーシスについては、生体内生成物質であり、細胞内で過酸化水素を生成する6-ホルミルプテリンが両アポトーシスを増強することを明らかにした。海度依存性フリーラジカル発生剤であるAAPHと超音波の併用は細胞内へのAAPHの取込を増やし、37℃以下の温度でも薬剤によるアポトーシスを増強することを明らかにした。

研究成果

• [文献書誌] Feril, Jr.L.B., et al.: "Dose dependent inhibition of ultrasound-induced cell killing and free radical production by carbon dioxide."Ultrasonics Sonochemistry. 10. 81-84 (2003)
• [文献書誌] Feril, Jr.L.B., et al.: "Enhancement of ultrasound-induced apoptosis and cell lysis by echo contrast agents."Ultrasound Med.Biol.. 29. 331-337 (2003)
• [文献書誌] Kondo, T., et al.: "Optimization of Enhancement of Therapeutic Efficacy of Ultrasound."J.Med.Ultrasound. 30 Summer. 93-101 (2003)
• [文献書誌] Nozaki T., et al.: "Enhancement of ultrasound-mediated gene transfection by membrane modification."J.Gene Med.. 5. 1046-1055 (2003)
• [文献書誌] Feril, Jr.L.B., et al.: "Enhancement of ultrasound-induced apoptosis and cell lysis by a hypotonic medium."Int.J.Radiat.Biol.. (in press).
• [文献書誌] Feril, Jr.L.B., et al.: "Ultrasound-induced killing of monocytic U937 cells enhanced by 2,2'-azobis(2-amidinopropane) dihydrochloride"Cancer Sci.. (in press).
• [文献書誌] 近藤 隆: "超音波造影ガイドブック"金原出版. 8 (2003)