間欠的低酸素曝露によるがん細胞の放射線抵抗性獲得の分子メカニズムの解明

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23791375
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 放射線科学
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 安井 博宣 北海道大学, 大学院・獣医学研究科, 助教 (10570228)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2012
• キーワード: 固形腫瘍 / 間欠的低酸素 / 放射線感受性 / 細胞周期

研究概要

近年、その生物学的作用が注目されている間欠的低酸素について、以下の成果を得た。
間欠的低酸素前処理を行うことで、腫瘍細胞の放射線抵抗性が上昇した。
間欠的低酸素に曝露することで、活性酸素種ROSの産生と低酸素誘導因子HIF-αの発現誘導が増強され、細胞内レドックス状態の変化と低酸素適応応答シグナル経路が活性化していることが示唆された。
間欠的低酸素処理によって、放射線感受性の高いS期初期に分布する細胞数の減少と感受性の低いG2期細胞の増加が起こっていることを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] EPR oxygen imaging and hyperpolarized (13) C MRI of pyruvate metabolism as noninvasive biomarkers of tumor treatment response to a glycolysis inhibitor 3-bromopyruvate (2013)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto S., Saito K., Yasui H., Morris H.D., Munasinghe J.P., Lizak M., Merkle H., Ardenkjaer-Larsen J.H., Choudhuri R., Devasahayam N., Subramanian S., Koretsky A.P., Mitchell J.B., and Krishna M.C.
  • 雑誌名: Magn. Reson. Med 巻: 69(5) ページ: 1443-1450
  • 査読あり
• [雑誌論文] The prospective application of a hypoxic radiosensitizer, doranidazole to rat intracranial glioblastoma with blood brain barrier disruption (2013)
  • 著者名/発表者名: Yasui H., Asanuma T., Kino J., Yamamori T., Meike S., Nagane M., Kubota N., Kuwabara M., and Inanami O.
  • 雑誌名: BMC Cancer 巻: 13 ページ: 106
  • 査読あり
• [雑誌論文] Longitudinal imaging studies of tumor microenvironment in mice treated with the mTOR inhibitor rapamycin (2012)
  • 著者名/発表者名: Saito K., Matsumoto S., Yasui H., Devasahayam N., Subramanian S., Munasinghe J.P., Patel V., Gutkind J.S., Mitchell J.B., and Krishna M.C.
  • 雑誌名: Plos One 巻: 7(11) ページ: e49456
  • 査読あり
• [雑誌論文] Vincristine enhances amoeboid-like motility via GEF-H1/RhoA/ROCK/Myosin light chain signaling in MKN45 cells (2012)
  • 著者名/発表者名: Eitaki M., Yamamori T., Meike S., Yasui H., and Inanami O.
  • 雑誌名: BMC Cancer 巻: 12 ページ: 469
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ionizing radiation induces mitochondrial reactive oxygen speciesproduction accompanied by upregulation of mitochondrial electron transport chain function and mitochondrial content under control of the cell cycle checkpoint (2012)
  • 著者名/発表者名: Yamamori T., Yasui H., Yamazumi M., Wada Y., Nakamura Y., Nakamura H., and Inanami O.
  • 雑誌名: Free Radic. Biol. Med. 巻: 53(2) ページ: 260-270
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electron paramagnetic resonance imaging of tumor pO_2 (2012)
  • 著者名/発表者名: Krishna M.C., Matsumoto S., Yasui H., Saito K., Devasahayam N., Subramanian S., and Mitchell J.B.
  • 雑誌名: Radiat. Res 巻: 177(4) ページ: 376-386
  • 査読あり
• [雑誌論文] Anti-angiogenic agent sunitinib transiently increases tumor oxygenation and suppresses cycling hypoxia (2011)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto S., Batra S., Saito K., YasuiH., Choudhuri R., Gadisetti C.,Subramanian S., Devasahayam N., Munasinghe J.P., Mitchell J.B., and Krishna M.C.
  • 雑誌名: Cancer Res 巻: 71(20) ページ: 6350-6359
  • 査読あり
• [雑誌論文] A nucleoside anticancer drug,1-(3-C-ethynyl-β-D-ribo-pentofuranos yl) cytosine (TAS106), sensitizes cells to radiation by suppressing BRCA2 expression (2011)
  • 著者名/発表者名: Meike S., Yamamori T., Yasui H., Eitaki M., Matsuda A., Morimatsu M., Fukushima M., Yamasaki Y., and Inanami O.
  • 雑誌名: Mol. Cancer 巻: 10 ページ: 92
  • 査読あり
• [雑誌論文] 8-Aminoadenosine enhances radiation-induced cell death in human lung carcinoma A549 cells (2011)
  • 著者名/発表者名: Meike S., Yamamori T., Yasui H., EitakiM., Matsuda A., and Inanami O
  • 雑誌名: J. Radiat. Res 巻: 52(4) ページ: 456-463
  • 査読あり
• [学会発表] Imaging of tumor-specific intermittent hypoxia (2013)
  • 著者名/発表者名: Yasui H.
  • 学会等名: International Free Radical Winter School in Muikamachi
  • 発表場所: in Joetsu Muikamachi Kogen Hotel (Muikamachi, Niigata)
  • 年月日: 20130310-13
• [学会発表] ラットC6移植脳腫瘍における脳血液関門の破綻を介した低酸素性放射線増感剤ドラニダゾールの放射線増感効果 (2013)
  • 著者名/発表者名: 安井博宣,浅沼武敏,木野潤一,永根大幹,久保田信雄,山盛徹,桑原幹典,稲波修
  • 学会等名: 第15回癌治療増感研究シンポジウム
  • 発表場所: in猿沢荘(奈良市,奈良)
  • 年月日: 20130209-10
• [学会発表] 間欠的低酸素曝露後の細胞周期変化と放射線抵抗性への関与 (2012)
  • 著者名/発表者名: 安井博宣,中村吉就,永根大幹,山盛徹,稲波修
  • 学会等名: 第10回がんとハイポキシア研究会
  • 発表場所: in横浜開港記念館(横浜市,神奈川)
  • 年月日: 20121206-07
• [学会発表] がんの放射線治療効率化に向けたESR技術の適用 (2012)
  • 著者名/発表者名: 安井博宣,松元慎吾,伊藤慎治,山盛徹,兵藤文紀,市川和洋,中村秀夫,内海英雄,Krishna M.C.,稲波修
  • 学会等名: 第51回電子スピンサイエンス学会年会シンポジウム
  • 発表場所: in札幌コンベンションセンター(札幌市,北海道)
  • 年月日: 20121101-03
• [学会発表] Histological visualization of intermittent hypoxia and its influence on radiation resistance in rat glioma (2012)
  • 著者名/発表者名: Yasui H, Yamamori T, Matsumoto S, Krishna MC, Inanami O
  • 学会等名: Thejoint symposium of the Winter School in Fukuoka 2012 and the International Redox Core Symposium
  • 発表場所: in Kyushu University(Fukuoka,Fukuoka)
  • 年月日: 2012-02-04
• [学会発表] 脳室内移植グリオーマにおける間欠的低酸素の存在と放射線抵抗性への寄与 (2011)
  • 著者名/発表者名: 安井博宣,新坊弦也,山盛徹,稲波修
  • 学会等名: 第9回がんとハイポキシア研究会
  • 発表場所: in学習院大学(豊島区,東京)
  • 年月日: 20111126-27
• [学会発表] 腫瘍組織に特徴的な間欠的低酸素のイメージングと放射線抵抗性への関与 (2011)
  • 著者名/発表者名: 安井博宣,松元慎吾,新坊弦也,KrishnaMC,山盛徹,MitchellJB,稲波修
  • 学会等名: 日本放射線影響学会第54回大会
  • 発表場所: in神戸商工会議所会館(神戸市,兵庫)
  • 年月日: 20111117-19
• [学会発表] ラット脳腫瘍における間欠的低酸素の可視化と放射線感受性に与える影響 (2011)
  • 著者名/発表者名: 安井博宣,新坊弦也,山盛徹,永根大幹,趙松吉,久下祐司,稲波修
  • 学会等名: 第152回日本獣医学会学術集会
  • 発表場所: in大阪府立大学(堺市,大阪)
  • 年月日: 20110919-21
• [学会発表] Novel EPR imaging to visualize cycling hypoxia associated with a defect of vascular integrity in transplanted tumors (2011)
  • 著者名/発表者名: Yasui H, Inanami O, Matsumoto S, Mitchell JB, Krishna MC
  • 学会等名: 14th International Congress of Radiation Research
  • 発表場所: in The Palace of Culture and Science (Warsaw, Poland)
  • 年月日: 20110828-0901
• [学会発表] 細胞周期との関連性からみたX線照射に起因する活性酸素種の遅発性産生機構 (2011)
  • 著者名/発表者名: 安井博宣,山盛徹,和田悠佑,山住雅之,稲波修
  • 学会等名: 第64回日本酸化ストレス学会
  • 発表場所: inルスツリゾートホテル&コンベンション(虻田郡,北海道)
  • 年月日: 20110702-03
• [学会発表] Dichloroacetateを用いたがん細胞の代謝調節による放射線増感作用 (2011)
  • 著者名/発表者名: 安井博宣,西田直哉,山盛徹,稲波修
  • 学会等名: 第17回癌治療増感研究会
  • 発表場所: in赤門鍼灸柔整専門学校(仙台市,宮城)
  • 年月日: 20110624-25