重粒子線照射の膵癌細胞死・免疫応答分子機構解明と外科治療への応用展望

2021 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 21H03011
• 研究機関: 兵庫医科大学
• 研究代表者: 藤元 治朗 兵庫医科大学, 医学部, 特別招聘教授 (90199373)
• 研究分担者: 山上 裕機 和歌山県立医科大学, 医学部, 教授 (20191190) ; 鈴木 修 大阪大学, 医学系研究科, 招へい教員 (30644778) ; 筒井 ひろ子 兵庫医科大学, 医学部, 教授 (40236914) ; 小川 和彦 大阪大学, 医学系研究科, 教授 (40253984) ; 林 和彦 大阪大学, 医学系研究科, 特任助教(常勤) (70718981) ; 波多野 悦朗 兵庫医科大学, 医学部, 非常勤講師 (80359801) ; 里井 壯平 関西医科大学, 医学部, 教授 (90340695) ; 江口 英利 大阪大学, 医学系研究科, 教授 (90542118) ; 皆巳 和賢 大阪大学, 医学系研究科, 助教 (90634593)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: 重粒子線治療 / 膵癌 / オートファジー

研究実績の概要

膵癌に対する重粒子線治療（以下、CIRT: carbon ion radiotherapy)による細胞・分子生物学的研究を実施した。7種類の培養膵癌細胞（MIA PaCa-2、BxPC-3、PANC-1、HPAF-II、KMP-3、KMP-4、KMP-5)を用いて、まずは培養による腫瘍増殖速度、形態より3種の細胞（ＭIA PaCa-2、BxPc-3、Panc-1）を本研究に妥当な細胞と同定した。それぞれにCIRT(HiLET、2Gy、4Gy)を実施、clonogenic assay、FACS解析を実施した。細胞死の形態はおもにapoptosisであった。一部生存癌細胞を解析するとautophagy機構が働いており、がん細胞にとってはCIRTなどのストレス不可状態ではautophagyは癌にとってsurvival signalであることが想定された。autophagy阻害剤であるHCQ(キニーネ）を投与してCIRTを実施するとautophagyの指標であるp62, LC-3の発現が抑制され、細胞死は著明となった。また、マウス膵癌細胞株Pan-02を用い、in vivoでもこの現象は証明できた。このことより、CIRTを実施しても生存する細胞群があるが、autophagy抑制により細胞死は顕著となり、HCQはマラリア治療薬として臨床で使用されている薬剤であり、将来的に膵癌のCIRT治療に使用され、効果を上げる可能性が示唆された。

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

膵癌細胞に対するCIRTの基礎研究はこれまでに報告がされていない新たな分野であり、in vitroで細胞死の分子機構が得られた。またautophagy機構とその制御による結果も得られたことは大きな進展と考える。次年度は免疫系の関与に研究を進展させたい。

今後の研究の推進方策

次年度はマウス膵癌細胞Pan-02にCIRTを実施、未照射群とCIRT群をシンゲニックマウスに移植、免疫応答を研究する。DC、CD4-Tcell、CD8-Tcell、PDL1を中心としてin vivoモデルにて解析を実施予定とする。