Spatio-temporal dynamics analysis of cell death induction due to disruption of biometal homeostasis and its application to radiotherapy

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本研究では、「正常細胞とがん細胞におけるX線照射後の遷移金属や関連因子の動態がレドックス状態や細胞死にどのような影響を与えるのか？また、イメージング等検出技術によってそのメカニズムを解明することで、生体金属の恒常性破綻をがん放射線治療のアプローチとすることが可能か？」という問いに対し、初年度では(1)X線照射による遷移金属や関連因子の動態と細胞死誘導の評価と作用点を探索することおよび(2)増感標的となる分子の決定と実験的治療検討をin vitroで行うことを目的とした。研究成果として、昨年報告された銅によって引きおこされる新しい細胞死について放射線作用との関係を調べるために、銅イオノフォアであるElesclomolを用いて、HCT116細胞やMIA-Paca-2細胞においてピルビン酸デヒドロゲナーゼキナーゼ阻害剤ジクロロ酢酸（DCA）や乳酸脱水素酵素阻害剤FX11と併用した際のElesclomolの細胞毒性の増強作用の有無について調べた。その結果、既報ではあるがDCAのElesclomolの増強作用が確認できたことに加えて、FX11においてもElesclomolの細胞毒性の増強作用を有することがコロニー形成法によって明らかとなった。各種阻害剤を用いることで、この増感作用が、アポトーシス、ネクロプトーシス、フェロトーシスではなく、銅キレート剤や抗酸化剤によって抑制されたことから、銅に関連する酸化ストレスによる細胞死に依存していることが明らかとなった。以上の結果から、銅代謝に介入することが放射線感受性を引き上げることに繋がることが示唆された。