病原性大腸菌の病原因子と宿主細胞との相互作用

計画:実験腫瘍治療に向けた細菌溶解療法癌遺伝子治療の根本的な障害は固形腫瘍への治療の特異的な標的化である。正常組織に対する毒性を限定し、かつ癌細胞に選択的な新規の癌治療の開発は癌研究者にとっての課題であるが、いまだに機能的な伝達システムは存在しない。弱毒化したサルモネラ菌やガス壊疽菌、ビフィドバクテリウムは腫瘍選択的に増殖し、腫瘍の増大を阻害できることが報告されている。我々の研究の目標は、嫌気性細菌を遺伝子伝達に用いた、将来的に生菌を抗癌物質として用いた癌遺伝子治療への新規のアプローチの可能性の研究である。血管新生は腫瘍の増殖に必須の要素であるが、しばしば新生物の増殖速度に遅れてしまい、その結果として死細胞や死にかけの細胞より構成される大きな壊死や低酸素領域ができる。壊死部分は腫瘍だけでなく正常組織にも存在する。この部分近辺の細胞はあまり血管新生されず以下のような従来法での治療は難しい。放射線は細胞を殺すのに酸素を必要とし、血管がほとんど成長しないのでこの部分への化学療法薬の投与は最適とはいえない。臨床的に意義ある治療のためには腫瘍の低酸素領域という構造的不利が従来の化学療法において大きな障害となる。結論:この目的のために、我々は現在インビトロでの組織培養実験(感受性分析)で異なる癌由来の培養細胞ラインに最も感受性のある通性嫌気性細菌の様々な株を現在スクリーニングしている。幸運なことに我々は非加熱の生魚の摂取により人間に軽い下痢を引き起こす、病原性の低い細菌がすべての大腸癌細胞ライン(日本の他の研究室より入手)に対して破壊的な効果をもつことを発見した(Bhattacharjee RN, and Honda T,未発表)。腫瘍への外来タンパク質の伝達ベクターとして使用を目指して、動物での使用のために、上の細菌株のもつ毒素遺伝子の除去や遺伝的修飾の研究が現在進行中である(微生物病研究所本田武司研究室)。この修飾した細菌株に最も感受性のある結腸直腸癌細胞を実験腫瘍の産生のためにマウスに移植する。次いでこの動物を用いて上の細菌株の腫瘍の増殖や毒性、有効性を細胞、生化学、DNAレベルで研究する。今後の研究:腫瘍に対する細菌の作用の機構も研究する。癌研究において、細菌溶解療法は従来の化学療法に加えて悪性腫瘍細胞の増殖の制御と破壊に大きな可能性をもつ。このアイデアは科学技術会社同様に癌研究者にとって魅力的で注目されている。癌制御に比較的未踏な領域でのこの研究計画の実行に際して、細胞周期解析や計画的細胞死(アポトーシス)、細菌ゲノム情報、DNAマイクロアレイのような技術を用いる。

計画:実験腫瘍治療に向けた細菌溶解療法癌遺伝子治療の根本的な障害は固形腫瘍への治療の特異的な標的化である。正常組織に対する毒性を限定し、かつ癌細胞に選択的な新規の癌治療の開発は癌研究者にとっての課題であるが、いまだに機能的な伝達システムは存在しない。弱毒化したサルモネラ菌やガス壊疽菌、ビフィドバクテリウムは腫瘍選択的に増殖し、腫瘍の増大を阻害できることが報告されている。我々の研究の目標は、嫌気性細菌を遺伝子伝達に用いた、将来的に生菌を抗癌物質として用いた癌遺伝子治療への新規のアプローチの可能性の研究である。血管新生は腫瘍の増殖に必須の要素であるが、しばしば新生物の増殖速度に遅れてしまい、その結果として死細胞や死にかけの細胞より構成される大きな壊死や低酸素領域ができる。壊死部分は腫瘍だけでなく正常組織にも存在する。この部分近辺の細胞はあまり血管新生されず以下のような従来法での治療は難しい。放射線は細胞を殺すのに酸素を必要とし、血管がほとんど成長しないのでこの部分への化学療法薬の投与は最適とはいえない。臨床的に意義ある治療のためには腫瘍の低酸素領域という構造的不利が従来の化学療法において大きな障害となる。結論:この目的のために、我々は現在インビトロでの組織培養実験(感受性分析)で異なる癌由来の培養細胞ラインに最も感受性のある通性嫌気性細菌の様々な株を現在スクリーニングしている。幸運なことに我々は非加熱の生魚の摂取により人間に軽い下痢を引き起こす、病原性の低い細菌がすべての大腸癌細胞ライン(日本の他の研究室より入手)に対して破壊的な効果をもつことを発見した(Bhattacharjee RN, and Honda T,未発表)。腫瘍への外来タンパク質の伝達ベクターとして使用を目指して、動物での使用のために、上の細菌株のもつ毒素遺伝子の除去や遺伝的修飾の研究が現在進行中である(微生物病研究所本田武司研究室)。この修飾した細菌株に最も感受性のある結腸直腸癌細胞を実験腫瘍の産生のためにマウスに移植する。次いでこの動物を用いて上の細菌株の腫瘍の増殖や毒性、有効性を細胞、生化学、DNAレベルで研究する。今後の研究:腫瘍に対する細菌の作用の機構も研究する。癌研究において、細菌溶解療法は従来の化学療法に加えて悪性腫瘍細胞の増殖の制御と破壊に大きな可能性をもつ。このアイデアは科学技術会社同様に癌研究者にとって魅力的で注目されている。癌制御に比較的未踏な領域でのこの研究計画の実行に際して、細胞周期解析や計画的細胞死(アポトーシス)、細菌ゲノム情報、DNAマイクロアレイのような技術を用いる。