カフェインによる抗がん作用機構の解明

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昨年度の研究では、カフェイン(1,3,7-トリメチルキサンチン)のがん予防効果として、G_0/G_1期(細胞周期休止期)の細胞が細胞増殖刺激により細胞周期をS期に進行させることを阻害することによるものであることを示し(Hashimoto et al., Cancer Res,2004)、その活性には1位と3位のメチル基が重要であることを示した(日本農芸化学会2005年度大会)。今年度は、この構造活性相関を詳しく調べるため、1位と3位のメチル基をエチル基に置換した1,3-ジエチルキサンチン、1-メチル-3-エチルキサンチンおよび1-エチル-3-メチルキサンチンを合成した。これらのカフェイン構造類似化合物の細胞周期進行阻害活性の強さは、1,3-ジエチルキサンチン>1-メチル-3-エチルキサンチン〓1-エチル-3-メチルキサンチン>カフェインであった。この効果にはキサンチン骨格の1位と3位がアルキル基で修飾されることが重要であり、アルキル基はメチル基よりもエチル基の方が強くなることを示した(日本農芸化学会2006年度大会発表予定)。しかしながら、カフェインの増殖阻害効果には、生体内有効濃度よりも高い濃度が必要であった。このことは、通常の細胞培養に用いる牛胎児血清(FBS)を増殖刺激として用いていることによるのではないかと考え、生理濃度での表皮細胞増殖因子(EGF)を増殖刺激として用い、カフェインの増殖阻害効果を調べた。カフェインは25μMで増殖阻害効果を示し、PI3Kを介した増殖シグナルに存在するAktのリン酸化を明らかに阻害した。このことからカフエインは生体内でも、増殖阻害効果を示すことを明らかにした(日本農芸化学会2006年度大会発表予定)。また、細胞周期進行に対する阻害効果の強い1,3-ジエチルキサンチンは、Aktのリン酸化に対してはカフェインほど強い阻害効果を示さなかった。