Oncofertility視点に基づく若年癌患者の性腺機能不全の漢方治療法の確立

2019 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 19K07876
• 研究機関: 東海大学
• 研究代表者: 曲 寧 東海大学, 医学部, 講師 (70527952)
• 研究分担者: 伊藤 正裕 東京医科大学, 医学部, 主任教授 (00232471) ; 亀谷 美恵 東海大学, 医学部, 准教授 (50338787) ; 坂部 貢 東海大学, 医学部, 教授 (70162302) ; 善本 隆之 東京医科大学, 医学部, 教授 (80202406) ; 寺山 隼人 東海大学, 医学部, 准教授 (00384983) [辞退]
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2023-03-31
• キーワード: 放射線療法 / 漢方薬 / 精子形成 / 自己抗体

研究実績の概要

本研究の目的は小児・若年がん患者の抗がん治療後の性腺機能不全に対する漢方薬の改善効果とその作用機序について明らかにする。化学療法や放射線療法などの抗がん治療の副作用の一つとして精子形成障害が知られている。精子形成障害の治療には、ホルモン製剤やビタミン製剤などが用いられるが、その治療効果は低く、難治性慢性疾患となっている。近年、抗がん治療副作用の軽減に漢方薬が注目されているが、抗がん治療後の精子形成障害の改善効果に関する報告は未だない。最近、我々は男性不妊症治療において臨床的に有効性が確認されている漢方製剤の中からツムラ牛車腎気丸（TJ107）を選び、抗腫瘍薬によるマウスの精子形成障害に対する有効な治療効果を確認した。今回さらに、放射線によるマウスの精子形成障害に対するTJ107の効果を精巣・精巣上体の組織学的解析により検討したので報告する。4週齢C57BL/6j雄マウスに放射線6Gyを1回照射した。照射後60日からTJ107を含め飼料を与えた群（TJ107飼料群）とTJ107を含めない通常の飼料を与えた群（通常飼料群）に分け、それぞれ60日間自由摂取させた。その後正常な同系雌マウスとの自然交配法により出産率を調べた。通常飼料群のマウスでは出産率が有意に減少した一方、TJ107飼料群では正常マウスのレベルまでに回復した。また、放射線照射後生殖細胞、精細管内のセルトリ細胞のtight junctionおよび間質に存在する精巣内マクロファージも影響され、TJ107飼料群では精子形成の回復に伴い、セルトリ細胞のtight junctionのclaudin11・occludin・ZO-1の上昇や精巣間質のマクロファージ浸潤の低下が見られ、これらが精子形成改善に関与している可能性が考えられる。TJ107は放射線照射後のマウス精子形成障害に対して有効な治療効果をもつことが示唆された。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

小児・若年癌患者の抗がん治療の副作用対策としての漢方薬の効果について、科学的に検証した結果が報告されたが、抗がん治療後の精子形成障害については有効な治療効果を持つ漢方薬の報告はまだありません。今まで結果により、化学療法や放射線療法の抗がん治療後の精子形成障害に対してTJ107は有効な治療効果が示された。さらに、抗がん剤投与および放射線照射後のマウスは異なった作用機序による精子形成が障害されたことが明らかになった。また、牛車腎気丸が関連の液性因子或いは細胞因子に影響し、両方に有効な治療効果を示した。今年度の結果は精子形成改善に関与している精巣内免疫環境の変化と精子形成の機構解明に大変有用と考えられる。

今後の研究の推進方策

今まで証明した精子形成改善に関連する液性因子と細胞因子以外に、精子形成に関連する精巣間質のライディッヒ細胞と精細管内のセルトリ細胞に対する抗癌治療の影響についても調べる。4週齡C57BL/6j雄マウスにブスルファン（40 mg/kg）を腹腔注射あるいは放射線6 Gy照射後、120日まで経時的に精巣からRNAを抽出し、生殖細胞やセルトリ細胞、ライディッヒ細胞の関連遺伝子（Germ cell: Tnp1, Spo11, Stra8; Sertoli cell: Amh, Aqp8, Cldn11, Clu, Ccnd2, Espn, Fyn, Inhba, Il1a, Rhox5, Testin, Sox9, Trf; Leydig cell: Hsd3b6, Star, Lhr, Pdgfa）について調べる。次に、経時的に精巣を摘出し電子顕微鏡切片を作成し、電子顕微鏡解析および免疫組織化学的解析により、ライディッヒ細胞やセルトリ細胞などの精巣組織の微細形態変化の観察を行う。

次年度使用額が生じた理由

今までの実験結果に参考したうえ、今年度は5倍牛車腎気丸餌のみを用いて放射線照射マウスの精子形成障害に実験した。また、漢方治療により形成されたマウス精子の妊性を調べるために、顕微授精を行う予定ですが、5倍牛車腎気丸餌投与群マウスは自然交配により100％の出産が見られた。そのため、顕微授精用の精子採取・精子卵子の培養やマニピュレータなどの器具に使用予定の金額が抑えられたことも理由に挙げられる。
使用計画
次年度の実験計画は、各週齢雄マウスにブスルファン投与と放射線全身／局所照射の合わせ抗がん治療をする。ヒト投薬量を体重換算して１倍・３倍の漢方薬による改善効果についても調べるため、未使用額はその経費に充てることとしたい。

研究成果

• [雑誌論文] The effectiveness of traditional Japanese medicine Goshajinkigan in irradiation-induced aspermatogenesis in mice (2019)
  • 著者名/発表者名: Takahashi K, Nagahori K, Qu N, Kuramasu M, Hirayanagi Y, Hayashi S, Ogawa Y, Hatayama N, Terayama H, Suyama K, Hirai S, Sakabe K, Itoh M.
  • 雑誌名: BMC Complement Altern Med. 巻: 11 ページ: 19(1):362
  • DOI: 10.1186/s12906-019-2786-z.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Immunological microenvironment in the testis. (2019)
  • 著者名/発表者名: Qu N, Ogawa Y, Kuramasu M, Nagahori K, Sakabe K, Itoh M.
  • 雑誌名: Reprod Med Biol. 巻: 29 ページ: 19(1):24-31
  • DOI: 10.1002/rmb2.12293. eCollection
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] The different effect of administration of traditional Japanese medicines alone or in combination on busulfan-induced aspermatogenesis. (2019)
  • 著者名/発表者名: Ning Qu, Miyuki Kuramasu, Kenta Nagahori, Yuki Ogawa, Hayato Terayama, Masahiro Itoh and Kou Sakabe
  • 学会等名: 日本アンドロロジー学会第38回学術大会
• [学会発表] The traditional Japanese medicine Goshajinkigan makes a recovery from irradiation-induced aspermatogenesis in mice (2019)
  • 著者名/発表者名: Ning Qu, Masahiro Itoh, Hayato Terayama , Kou Sakabe
  • 学会等名: 第29回日本病態生理学会大会