2016 Fiscal Year Annual Research Report
放電プラズマを用いた免疫治療など癌治療技術の開発と原理解明
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16H04312
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
小野 亮 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 准教授 (90323443)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 癌 / 免疫治療 / プラズマ医療 / ナノ秒ストリーマ / サイトカイン / 再発 / 再チャレンジ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
放電プラズマで癌の免疫治療を行う手法を開発するため、マウスを用いた動物実験を行った。マウスに移植した皮膚癌メラノーマに対してナノ秒ストリーマ放電を照射し、その結果、マウスの免疫を活性化して全身性の抗腫瘍効果が得られることを明らかにした。
最初の実験では、マウスの両脚に1つずつ腫瘍を作成し、右側の腫瘍のみプラズマ照射した。その結果、未照射の左側の腫瘍にも抗腫瘍効果がみられた。これはプラズマ照射の翌日から早くも観測されたことから、炎症に代表される、あらゆる異物に対して反応する自然免疫の効果であると結論した。一方、プラズマ照射した腫瘍に対する特異的な免疫である獲得免疫の活性化も、マウスの脾臓から分泌されるサイトカインを測定することで確認した。この獲得免疫はワクチンに代表されるもので、癌の免疫治療には理想的な免疫反応である。
次の実験では、プラズマ照射により、癌を手術で切除した後の再発を抑えられる可能性をマウスの実験で示した。マウスの腫瘍にプラズマを照射し、その後に腫瘍を外科切除したところ、切除部分からの癌の再発がプラズマ未照射の場合と比較して極めて遅いことを示した。
さらに、再チャレンジ実験とよばれる実験も行った。この実験では、腫瘍にプラズマを照射後、腫瘍を切除する。その後、腫瘍の切除箇所から離れた場所に同じ腫瘍を再度移植する。プラズマ未照射の場合と比較して再移植した腫瘍に対する抗腫瘍効果が見られれば、プラズマ照射によりマウスが腫瘍に対する獲得免疫を得た証拠となる。本年度、この実験にも成功し、獲得免疫による全身性の抗腫瘍効果が得られていることを示した。このように、本年度は、プラズマ照射でマウスの癌に対する獲得免疫活性化し、全身性の抗腫瘍効果が得られるとともに、癌の再発を抑えられる可能性を示した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
当初は、プラズマ照射でマウスの免疫を活性化し、全身性の抗腫瘍効果を得るというやや漠然とした目標を持っていた。しかし本年度は、プラズマ照射で免疫治療の理想形である獲得免疫が得られることを実験的に示し、さらにこれが切除した癌の再発を防げる可能性まで示せた。この意義は極めて大きい。さらに、再チャレンジ実験の成功は、獲得免疫による全身性の抗腫瘍効果を明示しており、全身に転移した癌をも治療できる可能性を示唆した。当初の目論見を大きく超えた研究成果である。本研究成果の前半部分は、Journal of Physics D: Applied Physicsのエディターから招待を受けた招待論文のレターとして掲載され、非常に大きな注目を集めている。また、1年間で国際学会の招待講演を4件受けており、本研究の世界的なインパクトの大きさを示している。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後もマウスの動物実験を継続し、本手法の免疫活性化により癌の転移を防げられるかを調べる。プラズマパラメータの最適化も行う。また、ナノ秒ストリーマ放電の他に、世界的にプラズマ医療でよく使われているヘリウムプラズマジェットを用いた実験も行い、効果を比較する。現在は癌細胞としてメラノーマを使用しているが、これは非常にアグレッシブな腫瘍で実験が難しい難点がある。メラノーマの他に、実験が容易な大腸癌を用いた実験も行う。また、プラズマ処理した腫瘍の切片を顕微鏡で観察し、さらにフローサイトメトリーも併用することで、プラズマ照射により腫瘍内部に何が起きているかを調べる。動物実験の他に細胞実験も行い、どのような経路で免疫反応が活性化されているのか、またプラズマの何が免疫活性化に効いているのかも調べていく。
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| Remarks |
なし
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