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2015 年度 実施状況報告書

酸素化休止期腫瘍細胞の感受性をも加味した局所腫瘍制御向上の試み

研究課題

研究課題/領域番号 26670556
研究機関京都大学

研究代表者

増永 慎一郎  京都大学, 原子炉実験所, 教授 (80238914)

研究分担者 田野 恵三  京都大学, 原子炉実験所, 准教授 (00183468)
宮武 伸一  大阪医科大学, 医学部, 教授 (90209916)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード放射線治療生物学 / 休止期腫瘍細胞 / 急性低酸素領域 / 腫瘍血管正常化 / p53 status
研究実績の概要

腫瘍血管の内皮細胞のVEGF (Vascular endothelial growth factor)やVEGF 受容体を標的とするBevacizumab 投与などの血管新生阻害処置が「腫瘍血管正常化」を誘導する事が知られている。この「腫瘍血管正常化」期間中に、固形腫瘍内Q 腫瘍細胞の感受性を選択的に検出する我々の手法を適応した解析では、腫瘍内の急性低酸素領域が効率的に解除された。さらには、腫瘍のシグナル伝達を阻害する事によって間接的にVEGFを標的とする、PI3K (Phosphatidylinositol-3-kinase)を介するtyrosine kinase receptor signaling の阻害効果を有するウォルトマンニンの投与や、やはり血管新生阻害作用を有するサリドマイド投与でも同じく「腫瘍血管正常化」が認められ、さらにはこの期間中に腫瘍内の急性低酸素領域が解除される事も我々の手法によってすでに明らかとなっている。

今年度は、固形腫瘍内Q腫瘍細胞の感受性を加味した局所腫瘍制御に及ぼす腫瘍細胞のp53 statusの影響をさらに詳しく解析し、ガンマ線照射後に認められる回復現象がp53変異腫瘍細胞ではほとんど認めない事、Q腫瘍細胞で顕著に認められた回復現象が、高LET(Linear energy transfer)放射線照射や原子炉熱外中性子線ビーム照射によって、効率よく抑えられる事が明らかとなった。さらに、中性子捕捉療法に必須とされる硼素-10化合物からの10Bの分布効率も腫瘍細胞のp53 statusに影響されることが明らかとなった。今後は、低グルコース環境にあるとも考えられているQ腫瘍細胞の特性も利用し、フェンフォルミンやメトフォルミンのようなビグアナイド系抗糖尿病薬剤の投与を組み合わせ、各腫瘍細胞分画における感受性を選択的により詳細に解析したい。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

4: 遅れている

理由

独自に開発したQ 腫瘍細胞の亜分画の酸素化Q腫瘍細胞の感受性を選択的に検出する手法は順調に確立されつつある。しかし、中性子捕捉療法のさらなる展開も大きな目的の一つとしていたが、2011年3月の東日本大震災時の福島第1原発事故対応後に見直された新規制基準への研究用原子炉の対応状況を審査する手続きに長期間を要し、平成27年度には原子炉が運転されなかった。このため、原子炉中性子線ビームを用いた担腫瘍実験動物への照射実験の施行が不可能な状況が続き、本研究課題の遂行状況の遅れの大きな原因の一つとなっている。

今後の研究の推進方策

上記の「現存までの達成度」に記載したように、平成27年度には原子炉は運転されなかったために、平成28年度まで研究期間を延長する手続きをすでに済ませている。さらには、ガンマ線照射などの一般的な放射線照射、抗癌剤投与などの腫瘍細胞のDNAを損傷する処置時における酸素化休止期腫瘍細胞の感受性増強を主な目的に変更することもあり得ると考えている。

平成27年度までに明らかにし得た「血管正常化」を示すサリドマイドの併用投与、殺幹細胞特性が報告されたビグアナイド系抗糖尿病薬のメトフォルミンや低グルコース環境下で殺腫瘍細胞効果増強作用を有する同じくビグアナイド系抗糖尿病薬のフェンフォルミンの併用投与による固形腫瘍内の酸素化休止期腫瘍細胞の感受性の変化を詳細に解析したい。特に、メトフォルミンは、経口抗糖尿病薬として現在頻繁に臨床使用されており、有用性が明らかになれば、臨床現場での適応の可能性もかなり大きいと考えられる。

DNA損傷処置後の回復能が大きな酸素化休止期腫瘍細胞分画の感受性を選択的に検出するために要する試薬、抗体などの関係薬品の購入に研究経費の多くをあてざるを得ないと考えている。

次年度使用額が生じた理由

独自に開発したQ 腫瘍細胞の亜分画の酸素化Q腫瘍細胞の感受性を選択的に検出する手法は順調に確立されつつある。しかし、中性子捕捉療法のさらなる展開も大きな目的の一つとしていたが、2011年3月の東日本大震災時の福島第1原発事故対応後に見直された新規制基準への研究用原子炉の対応状況を審査する手続きに長期間を要し、平成27年度には原子炉が運転されなかった。このため、原子炉中性子線ビームを用いた担腫瘍実験動物への照射実験の施行が不可能な状況が続き、本研究課題の遂行状況の遅れの大きな原因の一つとなっている。
平成27年度には原子炉は運転されなかったために、平成28年度まで研究期間を延長する手続きをすでに済ませている。

次年度使用額の使用計画

ガンマ線照射などの一般的な放射線照射、抗癌剤投与などの腫瘍細胞のDNAを損傷する処置時における酸素化休止期腫瘍細胞の感受性増強を主な目的に変更することもあり得る。また、平成27年度までに明らかにし得た「血管正常化」を示すサリドマイドの併用投与、殺幹細胞特性が報告されたビグアナイド系抗糖尿病薬のメトフォルミンや低グルコース環境下で殺腫瘍細胞効果増強作用を有する同じくビグアナイド系抗糖尿病薬のフェンフォルミンの併用投与による固形腫瘍内の酸素化休止期腫瘍細胞の感受性の変化を詳細に解析したい。特に、メトフォルミンは、経口抗糖尿病薬として現在頻繁に臨床使用され、有用性が明らかになれば、臨床現場への適応の可能性もかなり大きい。
DNA損傷処置後の回復能が大きな酸素化休止期腫瘍細胞分画の感受性を選択的に検出するために要する試薬、抗体などの関係薬品の購入に研究経費の多くをあてざるを得ないと考えている。

  • 研究成果

    (19件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 6件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 7件、 招待講演 5件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] The effect of oxygen pressure during incubation with a 10B-carrier on 10B uptake capacity of cultured p53 wild-type and mutated tumor cells - Dependency on the p53 status of tumor cells and the type of 10B-carrier.2016

    • 著者名/発表者名
      Masunaga S, Tatebe H, Nishimura Y, Tano K, Sanada Y, Moriwaki T, Sakurai Y, Tanaka H, Suzuki M, Kondo N, Maruhashi A and Ono K.
    • 雑誌名

      International Journal of Radiation Biology

      巻: 92 ページ: 187-194

    • DOI

      doi: 10.3109/09553002.2016.1137104. Epub 2016 Feb 18.

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] The effect of p53 status of tumor cells on radio-sensitivity of irradiated tumors with carbon-ion beams compared with gamma-rays or reactor neutron beams.2015

    • 著者名/発表者名
      Masunaga S, Uzawa A, Hirayama R, Matsumoto Y, Sakurai Y, Tanaka H, Tano K, Sanada Y, Suzuki M, Maruhashi A, Ono K.
    • 雑誌名

      World Journal of Oncology

      巻: 6 ページ: 398-409

    • DOI

      doi: http://dx.doi.org/10.14740/wjon941w

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Proteomic analysis of cellular response induced by boron neutron capture reaction in human squamous cell carcinoma SAS cells.2015

    • 著者名/発表者名
      Sato A, Itoh T, Imamichi S, Kikuhara S, Fujimori H, Hirai T, Saito S, Sakurai Y, Tanaka H, Nakamura H, Suzuki M, Murakami Y, Baiseitov D, Berikkhanova K, Zhumadilov Z, Imahori Y, Itami J, Ono K, Masunaga S, Masutani M.
    • 雑誌名

      Applied Radiation and Isotopes

      巻: 106 ページ: 213-219

    • DOI

      doi: 10.1016/j.apradiso.2015.08.001. Epub 2015 Aug 12.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Development of a dual phantom technique for measuring the fast neutron component of dose in boron neutron capture therapy.2015

    • 著者名/発表者名
      Sakurai Y, Tanaka H, Kondo N, Kinashi Y, Suzuki M, Masunaga S, Ono K, Maruhashi A.
    • 雑誌名

      Medical Physics

      巻: 42 ページ: 6651-6657

    • DOI

      doi: 10.1118/1.4934243.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Localized radiation necrosis model in mouse brain using proton ion beams.2015

    • 著者名/発表者名
      Kondo N, Sakurai Y, Takata T, Takai N, Nakagawa Y, Tanaka H, Watanabe T, Kume K, Toho T, Miyatake S, Suzuki M, Masunaga S, Ono K.
    • 雑誌名

      Applied Radiation and Isotopes

      巻: 106 ページ: 242-246

    • DOI

      doi: 10.1016/j.apradiso.2015.07.032. Epub 2015 Jul 27.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Improvement of depth dose distribution using multiple-field irradiation in boron neutron capture therapy.2015

    • 著者名/発表者名
      Fujimoto N, Tanaka H, Sakurai Y, Takata T, Kondo N, Narabayashi M, Nakagawa Y, Watanabe T, Kinashi Y, Masunaga S, Maruhashi A, Ono, K, Suzuki M.
    • 雑誌名

      Applied Radiation and Isotopes

      巻: 106 ページ: 134-138

    • DOI

      doi: 10.1016/j.apradiso.2015.07.041. Epub 2015 Jul 30.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] The effect of fractionated administration of thalidomide at γ-ray irradiation on tumor response and lung metastasis.2016

    • 著者名/発表者名
      S. Masunaga, K. Tano, Y. Sanada, Y. Sakurai, H. Tanaka, M. Suzuki, N. Kondo, M. Narabayashi, T. Watanabe, Y. Nakagawa, A. Maruhashi, and K. Ono.
    • 学会等名
      International Conference on Translational Research in Radiation Oncology -- Physics for Health in Europe 2016
    • 発表場所
      International Center for Conference in Geneva, Geneva, Switzerland
    • 年月日
      2016-02-15 – 2016-02-19
    • 国際学会
  • [学会発表] 加速器中性子源によるBNCTの現状2016

    • 著者名/発表者名
      田中浩基、櫻井良憲、鈴木実、増永慎一郎、丸橋晃、小野公二
    • 学会等名
      第18回癌治療増感研究シンポジウム、変貌する放射線治療法~物理・化学・生物学増感法のリミックスと免疫学のコラボレーション~
    • 発表場所
      奈良県文化会館(奈良県、奈良市)
    • 年月日
      2016-02-05 – 2016-02-06
    • 招待講演
  • [学会発表] ホウ素‐中性子捕捉療法に用いる次世代型ホウ素薬剤の開発2016

    • 著者名/発表者名
      服部 能英,石村 美紀,大田 洋一,竹中 宏誌,上原 幸樹, 浅野 智之, 鈴木 実, 増永慎一郎, 小野 公二,切畑 光統
    • 学会等名
      第18回癌治療増感研究シンポジウム、変貌する放射線治療法~物理・化学・生物学増感法のリミックスと免疫学のコラボレーション~
    • 発表場所
      奈良県文化会館(奈良県、奈良市)
    • 年月日
      2016-02-05 – 2016-02-06
    • 招待講演
  • [学会発表] 治療生物学的および放射線治療医的視点から見た中性子捕捉療法の特性2016

    • 著者名/発表者名
      増永慎一郎
    • 学会等名
      第34回日本口腔腫瘍学会総会・学術大会、「臓器温存治療を目指して」(シンポジウム4)
    • 発表場所
      横浜市開港記念会館(神奈川県、横浜市)
    • 年月日
      2016-01-21 – 2016-01-22
    • 招待講演
  • [学会発表] マイルドハイパーサーミアの腫瘍生物学的特性解析と局所腫瘍制御への応用2015

    • 著者名/発表者名
      増永慎一郎、西村恭昌、平岡真寛、小野公二
    • 学会等名
      第32回日本ハイパーサーミア学会学術大会、「ハイパーサーミアにおける基礎研究:現状と将来への展望」(シンポジウム1)
    • 発表場所
      KKRホテル大阪 (大阪府、大阪市)
    • 年月日
      2015-09-04 – 2015-09-05
    • 招待講演
  • [学会発表] Characteristics of the response of intratumor quiescent (Q) cells to irradiation, referring to recruitment from Q to proliferating state.2015

    • 著者名/発表者名
      Masunaga S, Tano K, Sanada Y, Moriwaki T, Ono K.
    • 学会等名
      The 15th International Congress of Radiation Research (ICRR)
    • 発表場所
      Kyoto International Conference Center, (京都府、京都市)
    • 年月日
      2015-05-25 – 2015-05-29
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] The effect of oxygen pressure during incubation with a 10B-carrier on 10B uptake capacity of cultured p53 wild-type and mutated tumor cells.2015

    • 著者名/発表者名
      Masunaga S, Tatebe H, Nishimura Y, Tano K, Sanada Y, Moriwaki T, Sakurai Y, TanakaH, Suzuki M, Maruhashi A,Ono K.
    • 学会等名
      The 15th International Congress of Radiation Research (ICRR)
    • 発表場所
      Kyoto International Conference Center, (京都府、京都市)
    • 年月日
      2015-05-25 – 2015-05-29
    • 国際学会
  • [学会発表] Characteristics of Differential Cytotoxicity Profile of Tirapazamine between Normoxia and Hypoxia.2015

    • 著者名/発表者名
      Moriwaki T, Okamoto S, Sasanuma H, Nagasawa H, Takeda S, Masunaga S, Tano K.
    • 学会等名
      The 15th International Congress of Radiation Research (ICRR)
    • 発表場所
      Kyoto International Conference Center, (京都府、京都市)
    • 年月日
      2015-05-25 – 2015-05-29
    • 国際学会
  • [学会発表] The Usefulness of Heavy-ion Beam to the Radioresistance and the Metastatic Potential Enhanced by Cyclic Hypoxia Condition.2015

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto Y, Yamashita K, Li H, Kaneko Y, Sun L, Moritake T, Uzawa A, Hirayama R, Ando K, Masunaga S, Shirai T, Furusawa Y, Sakurai H.
    • 学会等名
      The 15th International Congress of Radiation Research (ICRR)
    • 発表場所
      Kyoto International Conference Center, (京都府、京都市)
    • 年月日
      2015-05-25 – 2015-05-29
    • 国際学会
  • [学会発表] NDT-based Approach of Boron Tracedrug UTX-51 to Glycated BSA as a AGE Model.2015

    • 著者名/発表者名
      Tada R, Hori H, Masunaga S, Kinashi Y, Ono K, Uto Y.
    • 学会等名
      The 15th International Congress of Radiation Research (ICRR)
    • 発表場所
      Kyoto International Conference Center, (京都府、京都市)
    • 年月日
      2015-05-25 – 2015-05-29
    • 国際学会
  • [学会発表] The effect of intermittent hypoxia on the cellular sensitivities to X-irradiation and to boron neutron capture reaction in rat glioma cells.2015

    • 著者名/発表者名
      Yasui H, Nagane M, Yamamori T. Hirayama R, Kondo N, Masunaga, S, Inanami O.
    • 学会等名
      The 15th International Congress of Radiation Research (ICRR)
    • 発表場所
      Kyoto International Conference Center, (京都府、京都市)
    • 年月日
      2015-05-25 – 2015-05-29
    • 国際学会
  • [図書] 放射線治療中でも普通に生活できますか?、がん放射線治療のしくみについておしえてください。放射線治療は、なぜがんに有効なのですか?「患者さんと家族のための放射線治療Q&A 2015年版」公益社団法人日本放射線腫瘍学会編2015

    • 著者名/発表者名
      増永慎一郎
    • 総ページ数
      184
    • 出版者
      金原出版株式会社
  • [備考] 京都大学原子炉実験所 放射線生命医科学研究本部 放射線生命科学研究部門 粒子線生物学研究分野

    • URL

      http://www.rri.kyoto-u.ac.jp/rb-rri/

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公開日: 2017-01-06  

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