低酸素ダイナミクスに着目した悪性グリオーマの病態解明と効果的治療法の検討

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 24659551
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 放射線科学
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 稲波 修 北海道大学, (連合)獣医学研究科, 教授 (10193559)
• 研究分担者: 山盛 徹 北海道大学, 大学院獣医学研究科, 准教授 (00512675) ; 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): 2012-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 脳腫瘍 / 低酸素 / イメージング / 放射線治療 / 核医学イメージング / 電子スピン共鳴

研究概要

本研究の目的は「低酸素領域の量ではなく変動度合いがグリオーマの治療予後に大きく関わっている」と仮説を立て、これを検証する事であった。まず18F-FMISOを複数回投与して連続撮像するsequential PETによって間欠的低酸素の描出を試みたが、放射能減衰には長時間必要であり短時間で変動する間欠的低酸素を明らかにすることは出来なかった。しかし、電子スピン共鳴ESRを用いることでマウスグリオーマ内の低酸素領域を描出する事に成功し、間欠的低酸素の解析法として利用できる可能性を示すことが出来た。加えて、グリオーマに対する低酸素細胞標的放射線増感剤としてドラニダゾールが有効であることも明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Radiosensitization of tumor cells through endoplasmic reticulum stress induced by PEGylated nanogel containing gold nanoparticles (2014)
  • 著者名/発表者名: Yasui H., Takeuchi R., Nagane M., Meike S., Nakamura Y., Yamamori T., Ikenaka Y., Kon Y., Murotani H., Oishi M., Nagasaki Y., and Inanami O
  • 雑誌名: Cancer Lett 巻: 347(1) ページ: 151-158
  • 査読あり
• [雑誌論文] In vivo tumour extracellular pH monitoring using electron paramagnetic resonance : the effect of X-ray irradiation (2014)
  • 著者名/発表者名: Goodwin J., Yachi K., Nagane M., Yasui H., Miyake Y., Inanami O., Bobko A.A., Khramtsov V.V., and Hirata H
  • 雑誌名: NMR Biomed 巻: 27 ページ: 453-458
  • 査読あり
• [雑誌論文] 3-Methyl pyruvate enhances radiosensitivity through increasing mitochondria-derived reactive oxygen species in tumor cell lines (2014)
  • 著者名/発表者名: Nishida N., Yasui H., Nagane M., Yamamori T., and Inanami O
  • 雑誌名: J. Radiat. Res 巻: 55(3) ページ: 455-463
• [雑誌論文] ER stress suppresses DNA double-strand break repair and sensitizes tumor cells to ionizing radiation by stimulating proteasomal degradation of Rad51 (2013)
  • 著者名/発表者名: Yamamori T., Meike S., Nagane M., Yasui H., and Inanami O
  • 雑誌名: FEBS Lett 巻: 587(20) ページ: 3348-3353
  • 査読あり
• [雑誌論文] Radiation-induced nitric oxide mitigates tumor hypoxia and radioresistance in a murine SCCVII tumor model (2013)
  • 著者名/発表者名: Nagane M., Yasui H., Yamamori T., Zhao S., Kuge Y., Tamaki N., Kameya H., Nakamura H., Fujii H., and Inanami O
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun 巻: 437(3) ページ: 420-425
  • 査読あり
• [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 species production 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] Roles of mitochondria-generated reactive oxygen species on X-ray-induced apoptosis in a human hepatocellular carcinoma cell line (2012)
  • 著者名/発表者名: Indo H.P., Inanami O., Koumura T., Suenaga S., Yen H.C., Kakinuma S., Matsumoto K., Nakanishi I., St. Clair W., St. Clair D.K., Matsui H., Cornette R., Gusev O., Okuda T., Nakagawa Y., Ozawa T., and Majima H.J
  • 雑誌名: HLE. Free Radic. Res 巻: 46(8) ページ: 1029-1043
  • 査読あり
• [学会発表] Optimization of the metabolic-targeted radiosensitizing treatment by longitudinal analysis of tumor oxygenation (2014)
  • 著者名/発表者名: Yasui H., Saito K., Nishida N., Matsumoto S., Yamamori T., Krishna M.C., Inanami O
  • 学会等名: The 17th Biennial Meeting of Society for Free Radical Research International (SFRRI 2014) in Kyoto International Conference Center
  • 発表場所: Kyoto, Kyoto
  • 年月日: 20140323-26
• [学会発表] Ionizing radiation activated eNOS through HSP90/ATM pathway (2014)
  • 著者名/発表者名: Nagane M., Yasui H., Sakai Y., Yamamori T., Inanami O
  • 学会等名: The 17th Biennial Meeting of Society for Free Radical Research International (SFRRI 2014) in Kyoto International Conference Center
  • 発表場所: Kyoto, Kyoto
  • 年月日: 20140323-26
• [学会発表] LONGITUDINAL ANALYSIS OF TUMOR OXYGENATION AFTER THE METABOLIC-TARGETED TREATMENT WITH DICHLOROACETATE USING PULSED ESR IMAGING (2014)
  • 著者名/発表者名: Yasui H., Saito K., Nishida N., Matsumoto S., Yamamori T., Krishna M.C., Inanami O
  • 学会等名: The FIRST Joint International Symposium (Sapporo meeting)/ The 1st GI-CoRE Medical Science and Engineering Symposium in Sapporo Park Hotel
  • 発表場所: Sapporo, Hokkaido
  • 年月日: 20140223-24
• [学会発表] HSP90/ATM signalling pathway activates eNOS after ionizing radiation (2014)
  • 著者名/発表者名: Nagane M., Yasui H., Sakai Y., Yamamori T., Inanami O
  • 学会等名: The FIRST Joint International Symposium (Sapporo meeting)/ The 1st GI-CoRE Medical Science and Engineering Symposium in Sapporo Park Hotel
  • 発表場所: Sapporo, Hokkaido
  • 年月日: 20140223-24
• [学会発表] がん代謝標的薬剤ジクロロ酢酸処理後の腫瘍内酸素環境の経時的解析と放射線併用プロトコールの最適化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 安井博宣、齋藤圭太、西田直哉、松元慎吾、山盛徹、Murali C. Krishna、稲波修
  • 学会等名: 第16回癌治療増感研究シンポジウムin奈良県文化会館
  • 発表場所: 奈良市,奈良
  • 年月日: 20140207-08
• [学会発表] The Role of HSP90 and ATM in the Radiation-Induced eNOS Activation (2013)
  • 著者名/発表者名: Nagane M., Yasui H., Yamamori T., Sakai Y., Niwa K., Inanami O
  • 学会等名: The 20th Annual Meeting of the Society for Free Radical Biology and Medicine in Grand Hyatt San Antonio
  • 発表場所: San Antonio, TX
  • 年月日: 20131120-24
• [学会発表] The metabolic-targeted treatment with dichloroacetate transiently decreases tumor oxygenation in a murine squamous cell carcinoma model (2013)
  • 著者名/発表者名: Yasui H., Saito K., Nishida N., Matsumoto S., Yamamori T., Krishna M.C., Inanami O
  • 学会等名: The 20th Annual Meeting of the Society for Free Radical Biology and Medicine in Grand Hyatt San Antonio
  • 発表場所: San Antonio, TX
  • 年月日: 20131120-24
• [学会発表] パルスEPRイメージングを用いたがん代謝標的薬剤ジクロロ酢酸処理後の腫瘍内酸素環境の経時的解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 安井博宣、齋藤圭太、西田直哉、松元慎吾、山盛徹、Murali Krishna、稲波修
  • 学会等名: 第52回電子スピンサイエンス学会年会in大宮ソニックシティ
  • 発表場所: さいたま市,埼玉
  • 年月日: 20131024-26
• [学会発表] 電子スピン共鳴法を用いた酸素イメージングによる腫瘍内間欠的低酸素の描出とその意義 (2013)
  • 著者名/発表者名: 安井博宣、松元慎吾、齋藤圭太、山盛徹、Murali C. Krishna、稲波修
  • 学会等名: 日本放射線影響学会第56回大会inクラウンパレス青森
  • 発表場所: 青森市,青森
  • 年月日: 20131018-20
• [学会発表] 放射線により引き起こされるeNOS活性化に対するATMの関与 (2013)
  • 著者名/発表者名: 永根大幹、安井博宣、山盛徹、丹羽光一、稲波修
  • 学会等名: 日本放射線影響学会第56回大会inクラウンパレス青森
  • 発表場所: 青森市,青森
  • 年月日: 20131018-20
• [学会発表] ラットグリオーマ細胞における間欠的低酸素曝露による細胞周期調節を介した放射線抵抗性獲得機構 (2013)
  • 著者名/発表者名: 安井博宣
  • 学会等名: 第72回日本癌学会学術総会inパシフィコ横浜
  • 発表場所: 横浜市,神奈川
  • 年月日: 20131003-05
• [学会発表] The assessment of mitochondrial-derived ROS production in X-irradiated tumor cells by ESR spin-trapping and oximetric methods (2013)
  • 著者名/発表者名: Yasui H., Yamamori T., Inanami O
  • 学会等名: The 1^st Sapporo Summer Seminar for One Health in Hokkaido University
  • 発表場所: Sapporo, Hokkaido
  • 年月日: 20130925-26
• [学会発表] Ionizing radiation upregulates endothelial nitric oxide synthase through ATM pathway (2013)
  • 著者名/発表者名: Nagane M., Yasui H., Suzuki M., Yamamori T., Inanami O
  • 学会等名: The 1^<st> Sapporo Summer Seminar for One Health in Hokkaido University
  • 発表場所: Sapporo, Hokkaido
  • 年月日: 20130925-26
• [学会発表] 放射線による内皮型一酸化窒素合成酵素活性化におけるATMおよびHSP90の関与 (2013)
  • 著者名/発表者名: 永根大幹、安井博宣、山盛徹、丹羽光一、稲波修
  • 学会等名: 第156回日本獣医学会学術総会in岐阜大学
  • 発表場所: 岐阜市,岐阜
  • 年月日: 20130920-22
• [学会発表] 放射線誘導性一酸化窒素の生成機構および放射線感受性の調節に関する研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 永根大幹、安井博宣、山盛徹、中村秀夫、稲波修
  • 学会等名: 第66回日本酸化ストレス学会学術集会inウインクあいち
  • 発表場所: 名古屋市,愛知
  • 年月日: 20130613-14
• [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in猿沢荘
  • 発表場所: 奈良市,奈良
  • 年月日: 20130209-10
• [学会発表] 放射線照射による内皮型一酸化窒素合成酵素活性化メカニズムの解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 永根大幹、安井博宣、山盛徹、丹羽光一、稲波修
  • 学会等名: 第19回癌治療増感研究会in東京医科歯科大学
  • 発表場所: 文京区,東京
  • 年月日: 2013-06-08
• [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in横浜開港記念館
  • 発表場所: 横浜市,神奈川
  • 年月日: 20121206-07
• [学会発表] Radiation-Induced Nitric Oxide Contributes to the Tumor Reoxygenation in SCCVII Tumors (2012)
  • 著者名/発表者名: Nagane M., Yasui H., Yamamori T., Zhao S., Kuge Y., Tamaki N., Kameya H., Nakamura H., Inanami O
  • 学会等名: The 19th Annual Meeting of the Society for Free Radical Biology and Medicine in Hilton San Diego Bayfront
  • 発表場所: San Diego, CA
  • 年月日: 20121114-18
• [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in札幌コンベンションセンター
  • 発表場所: 札幌市,北海道
  • 年月日: 20121101-03
• [学会発表] In vivo ESR oxymetryを用いた放射線照射による腫瘍の再酸素化動態の解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 永根大幹、安井博宣、山盛徹、中村秀夫、稲波修
  • 学会等名: 第51回電子スピンサイエンス学会年会in札幌コンベンションセンター
  • 発表場所: 札幌市,北海道
  • 年月日: 20121101-03
• [学会発表] 固形腫瘍内における放射線誘導性再酸素化の動態の評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 永根大幹、安井博宣、趙松吉、久保直樹、玉木長良、久下裕司、稲波修
  • 学会等名: 第52回日本核医学会学術総会/第32回日本核医学技術学会総会学術大会 in ロイトン札幌
  • 発表場所: 札幌市,北海道
  • 年月日: 20121101-03
• [学会発表] 放射線誘導性一酸化窒素産生は固形腫瘍の放射線感受性を増加させる (2012)
  • 著者名/発表者名: 永根久下裕司、中村秀夫、稲波修
  • 学会等名: 第154回日本獣医学会学術総会in岩手大学
  • 発表場所: 盛岡市,岩手
  • 年月日: 20120914-16
• [学会発表] 放射線照射により生成される一酸化窒素は固形腫瘍の再酸素化に必須である (2012)
  • 著者名/発表者名: 永根大幹、安井博宣、山盛徹、趙松吉、久下裕司、中村秀夫、稲波修
  • 学会等名: 第154回日本獣医学会学術総会
  • 発表場所: 岩手大学 (盛岡市, 岩手)
  • 年月日: 20120914-16
• [学会発表] Ionizing radiation induces mitochondrial reactive oxygen species production 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 H., Inanami O
  • 学会等名: The 16th Biennial Meeting of the Society for Free Radical Research in Imperial College London
  • 発表場所: London, United Kingdom
  • 年月日: 20120906-09
• [学会発表] 放射線照射後に生成される一酸化窒素は固形腫瘍の再酸素化に関与する (2012)
  • 著者名/発表者名: 永根大幹、安井博宣、山盛徹、趙松吉、久下大幹、安井博宣、山盛徹、亀谷宏美、中村
  • 学会等名: 酸化ストレス学会学術集会inあわぎんホール
  • 発表場所: 徳島市,徳島
  • 年月日: 20120607-08
• [備考]
  • URL: http://vetradserver.vetmed.hokudai.ac.jp/radiobiol/index.html