アントラサイクリン系抗がん剤と活性酸素との関係；その解明のための情報の再構築

2019 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 16K08420
• 研究機関: 金城学院大学
• 研究代表者: 水谷 秀樹 金城学院大学, 薬学部, 教授 (80397504)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: アントラサイクリン / 活性酸素 / DNA損傷 / アポトーシス

研究実績の概要

本研究課題の目的は、アントラサイクリンと活性酸素種との関係を物理化学的な観点から生物学的な観点までを幅広く明らかにし、アントラサイクリンの作用機構と創薬に関する基盤となり得る活性酸素シグナル伝達に関する情報を再構築することである。今年度は、イダルビシン (IDR)を用いてCu(II)存在下でのDNA損傷性と細胞死について検討した。
DNA損傷の解析にはプラスミドDNAであるpBR322を用い、IDRと金属イオンを37℃で反応させた。さらにcytochrome c還元法によりO2-生成を測定し、CT-DNAと反応させることで酸化ストレスマーカーの１つである8-OHdGも測定した。アポトーシス誘導ではヒト骨髄性白血病細胞HL-60およびHL-60由来でcatalase高活性のHP100細胞を用いた。
Cell-freeの実験において、IDR単独ではDNA損傷は認められなかったが、Cu(II)存在下でIDRは濃度依存的にDNAを損傷した。この損傷はCu(I)と特異的に結合する bathocuproine によって強く抑制され、フリーOHラジカルスカベンジャー、SOD、catalase、methionalでの抑制は小さかった。また、Cu(II)存在下でIDRはO2-、8-OHdGを生成した。
細胞実験においてIDRによる細胞死、DNAラダー形成、caspase-3/7活性上昇が認められ、アポトーシス誘導が認められたが、必ずしもHL-60とHP100との間で大きな差異は認められなかった。また、Cu(I)の特異的プローブを用いた実験において、Cu(I)が生成しているかどうかは確認できなかった。
以上、IDRはCu(II)存在下で活性酸素種を生成し、DNAを損傷することが判明した。この機構として、Cu(I)の関与が示唆された。しかしながら、IDRのアポトーシス誘導には活性酸素種の関与が十分に認めるとは言えなかった。

研究成果

• [雑誌論文] Oxidative DNA Damage and Apoptosis Induced by Aclarubicin, an Anthracycline: Role of Hydrogen Peroxide and Copper. (2019)
  • 著者名/発表者名: Mizutani H, Hayashi Y, Hashimoto M, Imai M, Ichimaru Y, Kitamura Y, Ikemura K, Miyazawa D, Ohta K, Ikeda Y, Maeda T, Yoshikawa M, Hiraku Y, Kawanishi S
  • 雑誌名: Anticancer Res. 巻: 39 ページ: 3443-3451
  • DOI: 10.21873/anticanres.13490
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Study on Redox Properties and Cytotoxicity of Anthraquinone Derivatives to Understand Antitumor Active Anthracycline Substances. (2019)
  • 著者名/発表者名: Okumura N, Mizutani H, Ishihama T, Ito M, Hashibe A, Nakayama T, Uno B
  • 雑誌名: Chem. Pharm. Bull. 巻: 67 ページ: 717-720
  • DOI: 10.1248/cpb.c19-00103
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] HDAC阻害薬CI-994によるアポトーシス誘導機構 (2020)
  • 著者名/発表者名: 水谷秀樹、伊藤章希、清水緑、鈴木さつき、和久田純花、平工雄介、川西正祐
  • 学会等名: 日本酸化ストレス学会東海支部・第８回学術集会（2020年2月22日、岐阜）
• [学会発表] HDAC阻害薬タセジナリン(CI-994)による活性酸素生成を介したアポトーシス (2020)
  • 著者名/発表者名: 水谷秀樹、伊藤章希、清水緑、鈴木さつき、和久田純花、宮澤大介、前田徹、平工雄介、川西正祐
  • 学会等名: 日本薬学会第140年会 (2020年3月25-28日，京都)
• [学会発表] 抗がん性抗生物質アクラルビシンによる酸化的DNA損傷とアポトーシス：過酸化水素と銅の重要性 (2019)
  • 著者名/発表者名: 水谷秀樹、橋本未耶美、平工雄介、川西正祐
  • 学会等名: 第72回日本酸化ストレス学会学術集会（2019年6月27, 28日、札幌）
• [備考] 金城学院大学学術研究データベース
  • URL: http://tdb.kinjo-u.ac.jp/search/index.php/search/top