BOLD-fMRI法による固形腫瘍低酸素領域に対する新規抗癌剤の非侵襲的薬効評価

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固形腫瘍内には酸素濃度の低い低酸素細胞が存在し、医療のみならず獣医療において放射線治療後のがんの再発の原因となっている。本研究では制がん剤エチニルシチジン(ECyd)が、この低酸素細胞に抗腫瘍作用を示すか否かを検討した。まず、大気条件下および低酸素条件下で培養された腫瘍細胞に対して、ECydがX線による細胞死を増強するかを検討したところ、酸素濃度に依存せずアポトーシスおよび増殖死を増強することを明らかにした。次に低酸素細胞の放射線抵抗性の原因となっているとされるsurvivin、c-IAP2,HIF-1・に対するECydの効果を検討したところ、分子生物学的手法によりこれらの蛋白質は転写調節を受け発現が抑制されていた。以上の結果に加え、マウスに移植した固形腫瘍を用いてECydの放射線増感作用を検討したところ、細胞培養系と同様にECydによるHIF-1・発現の抑制と低酸素細胞に対するアポトーシス誘導が観察された。加えて、低酸素マーカーpimonidazoleを用いた免疫染色を行ったところ、X線照射とECyd投与の併用により低酸素領域の有意な縮小が起こることを示した。以上の結果は、ECydが低酸素細胞に対しても細胞死を誘導できる点で有望な放射線増感剤となりうる可能性を示したものであり、その成果は国際誌British Journal of Cancer誌に掲載受理された。またマウスに移植した固形腫瘍内の酸素濃度pO2を経時的かつ非侵襲的に計測する手法として、ESRオキシメトリー法を確立した。具体的には、L-band ESR装置にサーフェスコイル型共振器を取り付けることで動物の皮膚表面に移植した腫瘍の酸素濃度を測定できるようにした。また酸素感受性プローブとして、生体内で安定かつESRスペクトル線幅の狭いlithium octa-n-butoxy-2,3-naphthalo-cyanine(LiNc-BuO)を用いた。移植固形腫瘍にLiNc-BuO懸濁液を埋め込み、pO2を計測したところ腫瘍成長に伴って低酸素化が進んでいることが明らかとなった。この実験系が確立したことで、今後、薬剤や放射線による腫瘍内酸素濃度の変動を同一個体で評価することが可能となり、その意義は大きいと考えられる。