腫瘍内環境因子をターゲットとした放射線感受性の予知、修飾法の開発

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12217066
• 研究種目: 特定領域研究(C)
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 平岡 真寛 京都大学, 医学研究科, 教授 (70173218)
• 研究分担者: 近藤 科江 京都大学, 医学研究科, 助手 (40314182)
• キーワード: 放射線治療 / 低酸素環境 / 悪性腫瘍 / アポトーシス / c-IAP2 / BAX / HRE / 遺伝子治療

研究概要

悪性腫瘍の放射線治療において、腫瘍内低酸素細胞の放射線抵抗性の克服は現在も重要なテーマのひとつである。本研究では、放射線治療成績の向上に関わる、腫瘍環境、主として低酸素環境に伴う問題を多角的に検討した。コメットアッセイを用いたヒト生体内腫瘍の低酸素分画および放射線感受性の測定の試みは、大線量の術中照射を施行した膵臓癌と骨肉腫の症例において二峰性の感受性分布ヒストグラムが得られ、低感受性細胞群は全体の約4-7%であった。この結果は実験腫瘍モデルや培養細胞系で確認されている低酸素細胞分画の測定値とよく一致しており、ヒト生体内腫瘍組織における低酸素分画の存在を実証するものと考えられる。また、低線量放射線応答遺伝子を検索した結果、アポトーシス抑制遺伝子c-IAP2が同定され、そのプロモーター領域にあるNF-kB結合部位が放射線応答に重要であることが明らかになった。遺伝子治療への応用の可能性を探るため、NF-kB結合部位を直列に4個繋いだプロモーターを構築し、その下流にアポトーシス誘導遺伝子BAXを繋ぎ、BAXの発現が放射線照射により誘導される発現ベクターを作製した。これをヒト癌細胞株に導入した細胞株は放射線感受性が増強しており、照射後2日ごろから典型的なアポトーシスの形態を示す細胞が観察された。これらの結果は、pNF-BAXを保持する細胞が、放射線照射によりpNF-BAXからアポトーシス誘導遺伝子BAXを発現し、アポトーシスを引き起こした結果と考えられる。さらに、血管内皮細胞増殖因子(VEGF)のプロモーター部位に存在するHREを複数個を直列に組み込んだレポータープラスミドを構築し、それを導入した安定細胞株を確立した。この細胞株を用いたin vitroの実験系で、低酸素条件下でのルシフェラーゼの高度の発現がみられ、強い低酸素細胞検出力が確認された。

研究成果

• [文献書誌] Ueda T,Akiyama N,Sai H,Oya N,Noda M,Hiraoka M,Kizaka-Kondoh S.: "c-IAP2 is induced by ionizing radiation through NF-kB binding sites."FEBS Letters. 491. 40-44 (2001)
• [文献書誌] Matsuo Y,Akiyama N,Nakamura H,Yodoi J,Noda M,Kizaka-Kondoh S.: "Identification of a novel thioredoxin-related transmembrane protein."J.Biol.Chem.. (in press).
• [文献書誌] Akiyama N,Matsuo Y,Sai H,Noda M,Kizaka-Kondoh S: "Identification of a series of transforming growth factor b-responsive genes by retrovirus mediated gene trap screening."Mol.Cell.Biol.. 20(9). 3266-3273 (2000)
• [文献書誌] Xie X,Sasai K,Shibuya K,Tachiiri S,Nihei K,Ohnishi T,Hiraoka M.: "P53 status plays no role in radiosensitizing effects of SN-38, a camptothecin derivative."Cancer-Chemother-Pharmacol.. 45(5)2. 362-368 (2000)
• [文献書誌] Tachiiri S,Sasai K,Oya N, and Hiraoka M.: "Enhanced Cell Killing by Overexpression of Dominant-negativePhosphatidylinositol 3-Kinase Subunit, Δ p85, Following Genotoxic Stresses."Japanese Journal of Cancer Research.. 91(Dec.). 1314-1318 (2000)