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本研究では、がんの光治療（光線力学的療法）において、治療効果向上のため新規ポルフィリン光増感剤を開発することを目的とした。光線力学的療法は、ポルフィリン光増感剤を用いた低侵襲的な治療法であり、臓器の温存など、QOLを維持できるがん治療法として優れている。しかし、治療効果の向上が課題である。がんを攻撃する従来の機構がポルフィリンの光増感反応による活性酸素生成であるにも関わらず、腫瘍組織内の酸素濃度が低いため、治療効果が制限されていることが主な原因である。
そこで、従来の活性酸素機構を、がん細胞内でターゲットとなるタンパク質やDNAから光増感剤が直接電子を奪う光誘起電子移動機構で補完し、生体分子損傷作用を維持する方法を研究した。特に、電子移動反応に優れるP(V)ポルフィリンに着目した。
既知のP(V)ポルフィリン誘導体を用いた実験でタンパク質のアミノ酸残基が酸化損傷され、従来の活性酸素（一重項酸素）機構の他、電子移動機構が寄与することを明らかにした。
さらに、電子移動機構が寄与する割合を定量的に決定する方法を開発した。ここまでの研究では、アミノ酸残基の酸化損傷の検出であったが、タンパク質損傷の評価法として、カタラーゼをターゲットモデルとして、酵素活性を指標とする方法を開発した。
最終年度は、新しいP(V)ポルフィリン光増感剤を設計・合成した。従来の波長よりも治療に有効な波長域で作用できることを明らかにした。また、ポルフィリン以外のカチオン性色素を用いて、長波長可視光でDNA損傷を指標とした実験により、電子移動機構の寄与を明らかにした。本研究成果は、従来のポルフィリン光増感剤の作用機構である活性酸素機構と電子移動機構を併用することで低酸素状態でも治療効果を維持できる光増感剤を新規に開発したことである。今後、細胞レベル、動物実験レベルの検証を経て、臨床応用を目指していく。
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