ポルフィリン化合物による遺伝子発現制御 : 癌の光線力学療法への応用

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ポルフィリン化合物の医学への応用として癌の光線力学療法(Photodynamic therapy; PDT)がある。ポルフィリン化合物は励起されると、強い細胞傷害性を持つ一重項酸素を産生する。PDTではこれらの原理を利用し、病巣部に可視光のレーザーを照射することで、メスを用いず、かつ特異的に癌細胞を破壊できる。つまりPDTは患者の身体的負担が軽く、患者のQOLを確保する上でも有用な治療法といえる。しかし、癌細胞への特異的な蓄積の分子メカニズムは未だ解明されておらず、PDT薬の腫瘍選択性の向上・PDT効果の個人差の予測が求められている。本研究では、ポルフィリン化合物と遺伝子発現の関係に着目して、ポルフィリン化合物が癌細胞に蓄積する分子機構の解明を目的としている。当該年度は、ALAやポルフィリンの膜輸送が主要なPDT効果予測因子となりうるという仮説の下、膀胱癌患者から得られた臨床検体を、前年度までに確立した実験系で解析した。High performance liquid chromatography (HPLC)によるポルフィリン定量、RT-PCRによるmRNA定量、さらに免疫組織化学染色を行い、膜輸送タンパク質PEPT1およびABCG2と腫瘍内ポルフィリン蓄積の関係を調べた。HPLCによる腫瘍内ポルフィリン定量腫瘍特異的ポルフィリン蓄積に対するPEPT1とABCG2発現の関連をin vivoにおいて調べるために、高知大学医学部泌尿器科学教室との共同研究の下、アミノレブリン酸(ALA)投与下でのポルフィリン蛍光を指標に膀胱がんの臨床検体を採取した。採取した検体に含まれるポルフィリンをHPLC法によって、分離同定・定量した。その結果、癌では正常組織に比べて6倍程度のプロトポルフィリンIX(PpIX)が蓄積していた。PpIX以外のポルフィリンは検出されなかった。RT-PCR・免疫組織化学染色によるPEPT1およびABCG2の発現解析PpIXを多く蓄積している腫瘍組織では、正常組織に比べPEPT1が高発現する一方、ABCG2の発現低下が認められた。これは前年度までのin vitroにおける研究結果を裏付けるものであり、PEPT1とABCG2の発現がALA-PDTにおける実用的な奏功マーカーとなり得ることをin vivoにおいて示した。また、PEPT1の発現量はがんの組織型・悪性度によって異なる可能性も見出した。以上のことから、腫瘍特異的なポルフィリン蓄積およびALA-PDTにおいて、PEPTは治療感受性因子に、ABCG2は治療抵抗性因子になることが示された。