2014 Fiscal Year Research-status Report
ナノ粒子の音響化学活性化によるアポトーシス誘導を利用した新規がん治療法の開発
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26350549
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| Research Institution | Yokohama College of Pharmacy |
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Principal Investigator |
岩瀬 由未子 横浜薬科大学, 薬学部, 講師 (00521882)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
弓田 長彦 横浜薬科大学, 薬学部, 教授 (40191481)
定本 清美 横浜薬科大学, 薬学部, 教授 (00297673)
梅村 晋一郎 東北大学, その他の研究科, 教授 (20402787)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | アポトーシス / 音響化学的活性化 / 活性酸素 / 超音波 / ナノ粒子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
がんの特徴の１つは自己増殖し転移しやすいということである。がん細胞自身はアポトーシスを起こしやすい細胞であるが、生体内では増殖シグナル伝達の活性化とアポトーシス誘導能の消失あるいは減弱により異常増殖が生じると考えられている。そこで、がん細胞で選択的にアポトーシスを誘発させることが可能となれば、副作用を軽減したがん治療を行うことが期待できる。超音波は照射によりキャビテ―ションによる物理的作用および化学的作用によりアポトーシスを誘発することが知られており、深部組織への深達性に優れるため、生体深部に到達可能な外部エネルギーとなる。そこで超音波照射により音響化学的に活性化されアポトーシスを誘発する薬物を併用した腫瘍選択性を備えた新規がん治療法の開発を目指す。
これまでに、超音波と併用することにより殺細胞効果が発現または増強されるかフラーレン誘導体を用いてスクリーニングしてきた。その結果、フラーレンおよびフラーレン誘導体で殺細胞効果の発現または増強が確認された。本研究では、フラーレン誘導体の1つであり高水溶性のpyrrolidine tris-acid fullerene（PTF）について超音波との併用により培養細胞においてアポトーシスを誘発または増強するか確認した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
ヒト前骨髄球性白血病（HL-60）細胞を用いて、腫瘍組織に親和性をもつフラーレン誘導体で超音波との併用により抗腫瘍効果を示すかスクリーニングを行った。高い水溶性を有するフラーレン誘導体の１つであるPTFを用い、超音波単独処置群、PTF単独処置群および超音波とPTF併用処置群で処置後の生細胞数を確認することにより超音波とPTFの併用による殺細胞効果の増強を確認した。超音波とPTFはそれぞれ単独では効果を生じない強度と投与量において超音波およびPTFを併用することにより細胞の生存数が減少することをトリパンブルー染色法により確認した。このことから、単独処置において殺細胞効果を示さないPTF濃度および超音波強度の条件下でPTFに超音波を併用することによりPTFの存在がキャビテ―ションの発生効率を増加させたと考えられる。キャビテ―ションの発生効率の増加はアポトーシス誘導に影響するので、本年度は、この殺細胞効果について①細胞の形態学的変化、②DNAの断片化の有無、③caspase-3の活性化の検討により、アポトーシスによるものであることを確認する。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでに、フラーレン誘導体であるPTFが超音波との併用により殺細胞効果を示すことが確認されたので、アポトーシス誘発時特有の現象である細胞の形態学的変化、DNAラダーの生成、caspese-3の活性化の有無等を調べることにより、この殺細胞効果の誘導にアポトーシスが関与するかについて評価する。
また、音響化学的抗腫瘍効果発現に関与する活性酸素種の同定を電子スピン共鳴 (ESR) により行う。水溶液中に超音波を照射することにより産生される活性酸素種（OHラジカル、スーパーオキシドラジカル、一重項酸素など）を測定する。また、これらの活性酸素種に特異的な阻害剤を用いてアポトーシス誘導能への阻害作用を確認する。さらに、アポトーシス誘導におけるシグナル経路の同定を行うため、イニシエーター・カスパーゼであるカスパーゼ8やカスパーゼ9の活性についても経時的に測定する。
本研究を行うために必要な設備はほとんど完備されているので、今回の研究経費は、消耗品の購入、研究成果の学会発表にかかる旅費、論文掲載費に充てる予定である。活性酸素種の同定のための電子スピン共鳴 (ESR) 測定装置は、横浜薬科大学に既存のものを用いる。この装置を使用するにあたり必要となる消耗品、活性酸素種に特異的な阻害剤の購入に用いる。また、アポトーシス誘導におけるシグナル経路の同定に必要となる試薬の購入に充てる。
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