放射線治療抵抗性克服に向けた腫瘍低酸素分画の予知と新規治療戦略開発

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12217066
• 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: 柴田 徹 京都大学, 医学研究科, 助手 (40293857) ; 大屋 夏生 京都大学, 医学研究科, 講師 (70281095) ; 芝本 雄太 名古屋市立大学, 医学部, 教授 (20144719) ; 近藤 科江 京都大学, 医学研究科, 助手 (40314182)
• キーワード: 低酸素細胞 / 放射線治療 / 遺伝子治療 / コメットアッセイ / 転写調節

研究概要

放射線治療抵抗性の一因とされる低酸素細胞の同定・測定法の樹立を目標とした基礎的検討を行っている。同時に、低酸素が正常組織に存在せず、腫瘍に特異的な環境であることを利用した新規がん治療法の開発にも取り組んでいる。
第一に、遺伝子治療への応用に向けた独自の低酸素誘導性ベクター系の改良を行った。治療用遺伝子の発現効率を高めるため、組織特異的プロモーターとの併用において有用性が報告されているGAL4-VP16を用いた二段階遺伝子発現増幅法の導入を試みたが、予測に反してオリジナルベクターよりも劣る結果であった。短配列の合成イントロンを連結する工夫では、23倍の誘導効率の増加が得られた。低酸素特異的遺伝子治療モデルを作成するため、薬剤活性化酵素シトシン・デアミナーゼを発現する腫瘍系を樹立した。クローンにより発現量が若干異なるものの、インビトロの低酸素培養下で選択的な治療用遺伝子の発現が確認可能であり、プロドラッグ5FCに対する感受性の増大を認めた。マウス移植腫瘍モデルでの治療効果とくに放射線との併用効果を確認中である。第二に、低酸素領域の動態解析を念頭に、新たに低酸素応答性のGFP発現ベクターを作成し、各種ヒト癌細胞株に遺伝子導入を行い、FACSにより定量解析を行った。遺伝子導入細胞は、有酸素状態では殆ど蛍光を示さないが、1%から0.01%以下の濃度で曝露時間、酸素濃度に依存した蛍光の増大を認めた。マウス移植腫瘍においても緑色蛍光の確認が可能であり、我々の低酸素誘導性プロモーターが腫瘍環境において強い活性を有することが示された。また、臨床検体を用いたコメットアッセイを開始し、放射線治療効果の個別予測に取り組んでいる。別の試みとしては、HIF1αの低酸素下で特異的に安定化される性質を利用した融合蛋白による治療的検討を並行して行い、現在、担癌ヌードマウスモデルでの有効性が確認されつつある。

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-κB binding sites"FEBS Letters. 491. 40-44 (2001)
• [文献書誌] Fujimori A, Tachiiri S, Sonoda E, Larry H Thompson, Pawan Kumar Dhar, Hiraoka M, Takeda S, Yong Zhang, Michael Reth, Takata M: "Rad52 partially substitutes for the Rad51 paralog XRCC3 in maintaining chromosomal integrity in vertebrate cells"The EMBO Journal. 20(19). 5513-5520 (2001)
• [文献書誌] Oya N., Sasai K., Shibata T., Takagi T., Shibuya K., Koike s., Nojima K., Fukusawa Y., Ando K., Hiraoka M.: "Time course of reoxygenation in experimental murine tumors after Carbon-beam and X-ray irradiation"J. Radiat. Res.. 42. 131-141 (2001)
• [文献書誌] Araki N., Nagata Y., Fujiwara K., Aoki T., Mitsumori M., Kimura H., Itasaka S., Saitou H., Hiraoka M., Kawashita M., Kokubo T.: "Evaluation of glass microspheres for intra-arterial radiotherapy in animal kidneys"Int. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys.. 49(2). 459-463 (2001)
• [文献書誌] Horii N, Nishimura Y, Okuno Y, Kanamori S, Hiraoka M, Shimada Y, Imamura M.: "Impact of neoadjuvant chemotherapy on Ki-67 and PCNA labeling indices for esophageal squamous cell carcinomas"Int. J. Radiation Oncology Biol. Phys.. 49(2). 527-532 (2001)
• [文献書誌] Takata.M., Tachiiri.S., Fujimori.A., Larry H.Thompson, Miki.Y., Hiraoka.M., Takeda.S., Yamazoe.M.: "Conserved domains in the chicken homologue of BRCA2"Oncogene. (in press).