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

利用BOLD-fMRI方法无创评价新型抗癌药物在实体瘤缺氧区域的疗效

基本信息

批准号：
07J05083
负责人：
安井博宣
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2009
项目状态：
已结题

项目摘要

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。

缺氧浓度低的缺氧细胞存在于实体瘤中，不仅在医疗保健中，而且在兽医医学中引起了放射治疗后的癌症复发。在这项研究中，我们调查了抗癌剂乙糖丁胺（ECYD）是否对这些低氧细胞表现出抗肿瘤作用。首先，我们研究了ECYD是否增强了在大气和缺氧条件下培养的肿瘤细胞的X射线细胞死亡，并发现它可以增强凋亡和增殖死亡，而与氧浓度无关。接下来，我们研究了ECYD对Survivin，C-IAP2和HIF-1的影响，据说它们负责低氧细胞中的辐射耐药性，并发现这些蛋白质受转录调节，并且通过分子生物学技术抑制了它们的表达。除上述结果外，当使用植入小鼠中的实体瘤检查ECYD的放射敏化作用（类似于细胞培养系统的实体瘤），观察到通过ECYD抑制HIF-1表达并观察到低氧细胞中凋亡的诱导。另外，使用低氧标记甲莫尼唑的免疫染色表明，X射线照射和ECYD给药的组合导致低氧区域显着降低。以上结果表明，ecyd可能是一种有前途的放射增敏剂，因为它即使在低氧细胞中也可能诱导细胞死亡，并且结果发表在《国际英国杂志》杂志上。此外，还建立了ESR血氧蛋白法作为测量随着时间的时间和非侵入性植入小鼠植入的实体瘤中的氧浓度PO2的方法。具体而言，通过将表面线圈谐振器连接到L波段ESR设备，测量了植入动物皮肤表面的肿瘤的氧浓度。此外，还使用了锂八丁基-2,3-萘丙氨酸（LINC-BUO），体内稳定和狭窄的ESR光谱线宽度。当将LINC-BUO悬浮液嵌入实体瘤中时，测量了PO2，发现缺氧随着肿瘤生长而进展。建立了这个实验系统，将来可以评估由于药物和辐射在同一个体中的肿瘤氧浓度的变化，并且认为它具有很大的意义。