リドカインの腫瘍細胞致死機構の解明

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目的:腫瘍細胞におけるリドカインのアポトーシス誘導機序は不明である。リドカインによるアポトーシス誘導機序の一因として、局麻薬が細胞内でイオン化する過程で細胞内の水素イオンと結合することで細胞内がアルカリ化し、これによりミトコンドリアが脱分極し、結果として、ミトコンドリア経路のアポトーシスが誘導されると仮定した。これを検証すべく、リドカインのアポトーシス誘導時にみられるミトコンドリアの脱分極と細胞内pHのを蛍光イメージング法で同時に記録した。方法:ミトコンドリア膜電位感受性蛍光プローブJC-1および細胞内pH測定用蛍光プローブHPTSでミトコンドリア膜電位と細胞内pHを同時測定した。アポトーシス細胞数は、アネキシンおよびヨウ化プロピジウム(PI)で二重染色し、フローサイトメトリー(FACS)を用いて測定した。カスパーゼ活性を蛍光基質法およびウェスタンブロット法で測定した。結果:リドカインをはじめ局所麻酔薬の細胞毒性はミトコンドリア経路のアポトーシスすなわち、まず、カスパーゼ9が活性化されて、カスパーゼ3の活性化が誘導される経路であることが判った。ウェスタンブロット法においても、リドカインの24時間暴露後にカスパーゼ9およびカスパーゼ3の活性化型が著明に増加した。ミトコンドリア膜電位と細胞内pHは密接に相関した。リドカインをはじめとした局所麻酔薬は非荷電型が細胞内で荷電型になる際、細胞内の水素イオンと結合することで細胞内pHが上昇すなわち、細胞内がアルカリ化し、これにより、水素イオンの濃度勾配で形成されているミトコンドリア膜電位が崩壊、脱分極し、ミトコンドリア経路のアポトーシスのトリガーとなることが判った。