癌細胞を特異的に攻撃する放射線増感剤の研究

2006 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 16209036
• 研究機関: 独立行政法人放射線医学総合研究所
• 研究代表者: 岡安 隆一 独立行政法人放射線医学総合研究所, 重粒子医科学センター・粒子線生物研究グループ, グループリーダー (50356135)
• 研究分担者: 山田 滋 独立行政法人放射線医学総合研究所, 重粒子医科学センター, 病院・医長 (80311380) ; 安藤 興一 独立行政法人放射線医学総合研究所, 重粒子医科学センター・粒子線生物研究グループ, 特別上席研究員 (00159526)
• キーワード: 放射線増感材 / HSP90阻害剤 / 17AAG / DNA DSB修復 / Homologous recombination repair / BRCA2 / siRNA / Rad51

研究概要

放射線抵抗性の癌細胞SQ-5、DU145でHSP90阻害剤17-AAGとX線の併用療法により放射線増感効果を確認した。他方ヒト正常細胞では増感が観察されなかった。増感効果をもたらす細胞死の一原因としてDNA二重鎖切断修復(DSB)の阻害が両癌細胞とも、特に初期の修復において観察されたが、正常細胞では修復阻害が観られなかった。さらにDSB修復経路の1つであるHomologous recombination repair (HRR)経路への17-AAGの影響を調べ、その主要蛋白であるRad51,BRCA2が17AAG濃度依存的に抑制されていること、細胞照射後、Rad51のフォーカス出現が著しく遅れることを発見した。もう一つのDSB修復系である、非相同末端結合への17AAGの影響は観察されていない。また免疫沈降法による観察から、BRCA2が17AAGのターゲットになり、その後Rad51に影響を与えるという知見も得た。以上の研究は論文として発表され(Noguchi et al.2006)、放射線と17-AAGの併用は放射線抵抗性癌に対してDSB修復阻害に起因した放射線増感効果を誘導することと、その分子メカニズムの一端が解明された。
他方RNA干渉法を用いて癌細胞を放射線増感する研究も進み、BRCA2蛋白のsiRNAを合成してHeLa細胞に応用し、十分なRNA,蛋白抑制作用が示された。その後BRCA2 siRNAとX線の併用作用により、HeLa細胞で放射線増感が起こる事を示した。また併用時におけるDSB修復阻害はゲル泳道法でも確認された。またDSB修復経路のうち、ここでもHRR系が影響を受けていることが、X線照射後のRad51のフォーカス観察等によって示された。この際非相同末端結合への影響は殆どないことも確認できた。以上の細胞での研究はin vivoにも適用され、マウス下肢に移植したHeLa細胞はBRCA2 siRNAと、X線の併用作用で、他の単独両方よりも顕著な癌成長抑制が観察された。(Cancer Res.論文投稿中)

研究成果

• [雑誌論文] Enhancement of chromosomal aberrations in tumor cells with a non-labeled Cu-PTSM and irradiation with Cu K-shell monochromatic X rays. (2007)
  • 著者名/発表者名: Takakura K, Yaguchi S, Kanansugi Y, Kobayashi K, Okayasu R, Fujibayashi Y.
  • 雑誌名: Radiat Prot Dosimetry. (印刷中)
• [雑誌論文] DNA topoisomerase inhibitor, etoposide, enhances GC-box-dependent promoter activity via Sp1 phosphorylation. (2007)
  • 著者名/発表者名: Niina I, Uchiumi T, Izumi H, Torigoe T, Wakasugi T, Igarashi T, Miyamoto N, Onitsuka T, Shiota M, Okayasu R, Chijiiwa K, Kohno K.
  • 雑誌名: Cancer Sci. (印刷中)
• [雑誌論文] Single extreme low dose/low dose rate irradiation causes alteration in lifespan and genome instability in primary human cells. (2007)
  • 著者名/発表者名: Okada M, Okabe A, Uchihori Y, Kitamura H, Sekine E, Ebisawa S, Suzuki M, Okayasu R.
  • 雑誌名: Br J Cancer (印刷中)
• [雑誌論文] Inhibition of homologous recombination repair in irradiated tumor cells pretreated with Hsp90 inhibitor 17-allylamino-17-demethoxygeldanamycin. (2006)
  • 著者名/発表者名: Noguchi M, Yu D, Hirayama R, Ninomiya Y, Sekine E, Kubota N, Ando K, Okayasu R.
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun 351 ページ: 658-663
• [雑誌論文] The PCC assay can be used to predict radiosensitivity in biopsy cultures irradiated with different types of radiation. (2006)
  • 著者名/発表者名: Suzuki M, Tsuruoka C, Nakano T, Ohno T, Furusawa Y, Okayasu R.
  • 雑誌名: Oncol Rep. 16 ページ: 1293-1299
• [雑誌論文] 高LET放射線と非相同末端結合修復 (2006)
  • 著者名/発表者名: 岡安 隆一
  • 雑誌名: 放射線生物研究 41 ページ: 424-432