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

2002 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: 近藤 科江 京都大学, 医学研究科, 助手 (40314182) ; 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)
• キーワード: 低酸素 / 放射線治療 / 遺伝子治療 / 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を標的とした新規治療戦略開発のため、次の4つの課題に取り組んだ。(1)独自の低酸素誘導性ベクターの改良を行い、誘導効率・発現量の増加が達成された。これらのベクターと自殺遺伝子を組み合わせた遺伝子治療実験を行っている。Cytosine deaminaseを低酸素誘導プロモーターの制御下に腫瘍特異的に発現させたヒト大腸癌移植マウスモデルにおいて、3Gy×5回の分割放射線照射と5FCの併用により著明な抗腫瘍効果を認め、低酸素に対する標的治療と放射線の高い併用効果が期待される。現在、低酸素誘導性発現ユニットを用いたアデノウイルスベクター系の作成を行っている。(2)最近ヒト腎細胞癌がvHLの遺伝子異常により恒常的に低酸素誘導性遺伝子の活性化を生じていることが判明した。これに対する特異的治療として、我々の低酸素ベクターが応用可能を検討している。予備的結果ではあるが、HSV-tkを腎細胞癌株に特異的に誘導性発現させることが可能であり、GCV投与による抗腫瘍効果を認めている。(3)低酸素に応答する転写因子HIF-1α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製剤(TOP3)を考案した。ヒト膵臓癌の担癌マウスでの治療実験において腫瘍の増殖抑制、縮小効果を認めた。同様に、腹膜播種モデルの検討にても、マウスの長期生存が確認された。(4)新規の低酸素分画の測定・評価法の確立を目指し、GFP発現ベクターを作成し低酸素領域の生体内可視化を試みた。ヌードマウスモデルにて適切な励起光と光学フィルターの利用により、非侵襲的に生体腫瘍内での緑色蛍光の描出が可能であった。
低酸素は通常正常組織に存在せず、腫瘍特異的環境と考えちれるため、我々の開発した手段を駆使することにより、放射線治療効果の増感効果はもとより、がんに特異性の高い診断・治療法への応用が期待できる。

研究成果

• [文献書誌] Harada H, Hiraoka M, Kizaka-Kondoh S.: "Antitumor effect of TAT-oxygen-dependent degradation-caspase-3 fusion protein specifically stabilized and activated in hypoxic tumor cells"Cancer Res.. 62(7). 2013-2018 (2002)
• [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-kappaB binding sites"FEBS Lett.. 491(1-2). 40-44 (2001)
• [文献書誌] Oya N, Sasai K, Shibata T, Hiraoka M., et al.: "Time course of reoxygenation in experimental murine tumors after carbon-beam and X-ray irradiation"J Radiat Res (Tokyo). 42(2). 131-141 (2001)
• [文献書誌] Tachiiri S, Sasai K, Oya N, Hiraoka M.: "Enhanced cell killing by overexpression of dominant-negative phosphatidylinositol 3-kinase subunit, Deltap85, following genotoxic stresses"Jpn J Cancer Res. 91(12). 1314-1318 (2000)
• [文献書誌] Xie X, Sasai K, Shibuya K, Hiraoka M.: "P53 status plays no role in radiosensitizing effects of SN-38, a camptothecin derivative"Cancer Chemother Pharmacol.. 45(5). 362-368 (2000)
• [文献書誌] Guo GZ, Sasai K, Oya N, Shibata T, Shibuya K, Hiraoka M: "A significant correlation between clonogenic radiosensitivity and the simultaneous assessment of micronucleus and apoptotic cell frequencies"Int J Radiat Biol.. 75(7). 857-864 (1999)
• [文献書誌] Shibuya K, Sasai K, Xie X, Utsumi H, Shibata T, Hiraoka M.: "Detection of hypoxic cells in murine tumors using the comet assay : comparison with a conventional radiobiological assay"Jpn J Cancer Res.. 90(8). 880-886 (1999)
• [文献書誌] Kanamori S, Nishimura Y, Okuno Y, Horii N, Saga T, Hiraoka M.: "Induction of vascular endothelial growth factor (VEGF) by hyperthermia and/or an angiogenesis inhibitor"Int J Hyperthermia. 15(4). 267-278 (1999)
• [文献書誌] Shibata T, Akiyama N, Noda M, Sasai K, Hiraoka M.: "Enhancement of gene expression under hypoxic conditions using fragments of the human vascular endothelial growth factor and the erythropoietin genes"Int J Radiat Oncol Biol Phys. 42(4). 913-916 (1998)
• [文献書誌] Sasai K, Guo GZ, Shibuya K, Oya N, Shibata T, Nagata Y, Hiraoka M.: "Effects of SN-38 (an active metabolite of CPT-11) on responses of human and rodent cells to irradiation"Int J Radiat Oncol Biol Phys.. 42(4). 785-788 (1998)