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

2003 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) ; 原田 浩 京都大学, 医学研究科, 研究員(科学技術振興・常勤形態) (80362531) ; 赤木 清 関西医科大学, 医学部, 講師 (30098115)
• キーワード: 放射線科学 / ハイポキシア / コメットアッセー / HIF-1α / HRE / アデノウイルス / HIV-1 tat PTD / ODD domain

研究概要

腫瘍内低酸素細胞は放射線治療に対して抵抗性を示し、癌の悪性化や再発に関与することが示唆されている。低酸素細胞を標的とする新たな治療システムを構築するために以下の研究を行った。
1.骨肉腫の術中照射症例において低酸素分画の測定(コメットアッセー法)を試みた。術前の化学療法が著効し術中照射時に検体が得られない症例が半数にのぼったが、残りの症例で得られた測定結果は実験腫瘍で測定された低酸素分画の値に近いものであった。ヒト腫瘍で低酸素分画の存在が証明されたことは意義深い。今後、症例数を増やすとともに低酸素分画の臨床的意義(臨床経過と低酸素分画の相関)を検討する予定である。
2.低酸素刺激に応答して遺伝子の発現を誘導するプロモーターを構築し、多種の細胞株における低酸素応答性を確認した。レポーター遺伝子としてGFPを利用することによって、固形腫瘍内の低酸素領域に緑色蛍光を確認することができ、本システムが生体内でも機能することを確認した。また、低酸素刺激に応答して治療遺伝子を発現するアデノウィルスを各種ヒト腫瘍細胞に導入した結果、低酸素条件下でプロドラッグに対する感受性が増強しただけでなく、放射線との併用効果をも確認することが出来た。
3.腫瘍内低酸素性細胞のアポトーシスを誘導する融合蛋白質性製剤(TOP3)を開発した。担癌マウスにTOP3を全身投与した結果、腫瘍内の低酸素性細胞が顕著に減少し、これによって著明な抗腫瘍効果を示すことを免疫組織学的解析、およびIVISリアルタイムイメージングシステム等によって確認した。また、有酸素性腫瘍細胞に対する殺細胞効果の高い放射線とTOP3との併用効果も確認することができた。
以上の研究によって癌に特異的な治療標的として低酸素性細胞を利用する意義が実証され、新たな治療システムの開発につながると考えられる。

研究成果

• [文献書誌] Shibata T, Hiraoka M., et al.: "Cholangitis and liver abscess after percutaneous ablation therapy for liver tumors : incidence and risk factors."J.Vasc.Interv.Radio. 14(2). 1535-1542 (2003)
• [文献書誌] Kizaka-Kondoh, S., Hiraoka, M., et al.: "Tumor hypoxia : A target for selective cancer therapy."Cancer Sci.. 94(12). 1021-1028 (2003)
• [文献書誌] Ogura M, Hiraoka M., et al.: "A tumor-specific gene therapy for renal cell carcinomas using a hypoxia-responsive vector system."Int.J.Radiat.Oncol.Biol.Phys.. 57(2Suppl.). S345-S346 (2003)
• [文献書誌] Oya N, Hiraoka M., et al.: "Postoperative radiotherapy for intracranial ependymoma : analysis of prognostic factors arid patterns of failure."J.Neurooncol.. 56(1). 87-94 (2002)
• [文献書誌] Harada, H., Hiraoka, M.et al.: "Antitumor Effect of TAT-Oxygen-dependent Degradation-Caspase-3 Fusion Protein Specifically Stabilized and Activated in Hypoxic Tumor Cells."Cancer Res.. 62. 2013-2018 (2002)
• [文献書誌] Takata, M., Hiraoka, M., et al.: "Conserved domains in the chicken homologue of BRCA2"Oncogene. 21. 1130-1134 (2002)