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BCG 由来DNA 画分の大腸癌肝転移抑制効果      に関する実験的検討

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Academic year: 2021

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博 士 ( 医 学 ) 大 沢 昌 平

学 位 論 文 題 名

BCG 由来DNA 画分の大腸癌肝転移抑制効果      に関する実験的検討

学 位 論 文 内容 の 要旨

    I.目的

  大腸癌の手術成績を向上させるためには、再発形式として最も頻度の高い肝転移を予 防する効果的な補助療法の確立が重要であり、様々な臨床的あるいは実験的研究が行わ れている。術後肝転移再発の機序としては術中門脈内に存在した遊離癌細胞が肝臓に着 床するか、あるいは手術時すでに存在していた微小転移巣が増殖することが考えられる。

さらに全身麻酔や手術侵襲による宿主側の免疫能低下がこれを助長する要因となってお り、周術期における免疫療法の重要性が指摘されている。そこで、肝転移形成の初期段 階に おけ る免 疫療 法の 有用 性を 評価 する ため に、BCGから抽出されたDNA画分を用 いて、マウス大腸癌肝転移モデルにおける転移抑制効果とその免疫学的機序を検討した。

H. 方 法

  1.実験材料

  実験動物は6〜7週齢の雌性BALB/cマウス(日本クレア社より購入)を用いた。マウ ス可移植性大腸癌株Colon―26は癌研化療センターより培養系を分与され、10%FCS加 RPMI培 地 で 継 代 し 使 用 し た 。 薬 剤 はMY―1(BCGの 水 溶 性 成 分 か ら 抽 出 さ れ た 70.0%DNA,28.O%RNAからなる核酸画分、三井製薬工業株式会社より供与)を適 量のPBSに溶解して使用した。

  2.肝転移抑制試験

  ネンブタール麻酔下で開腹後、Colonー26の細胞浮遊液1X 10 個を30Gリンパ管造影針 を用いて腸間膜静脈内に注入し、肝転移モデルを作製した。皮下移植腫瘍に対する予備 実 験の 結果 をも とに 、MY―1の投与は1回300 ugを移植後12日まで隔日7回とした。

治療群では術中の門脈内投与の効果を評価するため、移植日の投与経路から、閉腹前に 脾 臓内 に投 与す るIS群(n‑21)と 閉腹 後皮 下に 投与 するSC群(n二ニ22〕の2群に 分 け、 その 後の6回 はい ずれも皮下投与とした。対照群(n ‑22)には等量のPBSを 7回皮下投与した。効果判定は、移植後21日に約半数のマウスを犠牲死させ肝を摘出し、

肝湿重量と肝表面の転移結節個数を測定した。また残りのマウスを生存させ、移植日よ

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り死亡するまでの期間を観察した。

  3.腫瘍中和 試験

  In vivo腫瘍 中和 試験 は脾 細胞 を用 いたWinn assayに よ り行 った 。脾細胞浮遊液を作 製し、プラスティックシャーレ法―により 非付着性細胞および付着性細胞を分離・採取し た。 免疫 動物 (donor) は担 癌治 療マ ウス 、担癌無治療マウスおよび無処置マ ウスの3群 と し 、 前 二 者 は 肝 転 移 モ デ ル を 作 製 後 、MY―1あ る い はPBSを 移 植 目 よ り 隔 日7回 皮下投与し、移植後14日に脾臓を摘出した 。脾細胞(E)とColon―26の浮遊細胞5X10゜個

(T) を適 当なE/T比で 混和 し、 マウ ス(recipient)の右側腹壁皮下に移植した。非付 着 性 細 胞 のE/T比 は100:1、 付 着 性 細 胞 で は5:1と し た ( 各 群n‑6‑8) 。 さ ら に effector細胞 を検 索す るた め、 担癌 治 療マ ウス の非 付着 性細 胞浮 遊液 を抗 アシ ア口GM 1抗体 およ びモ ノクローナル抗体(抗Thyl.2,抗L3T4,抗Lyt2.2)と補体処理を行い、

E/T比100:1で 中和 試験 を行 った (各 群n=ニ6) 。効 果判 定は 、皮 下移 植後14日 に腫 瘍 の 長 径 と 短 径 を 測 定 し ( 長 径 )x( 短 径 ) か ら 推 定 腫 瘍 体 積 を 求 め 比 較 し た 。   4.統計処理

  得 られ た数 値は すぺ て平 均 土標 準誤 差で表し、 平均値の差はStudentーt検定、生存期 間 に 関 し て はGeneralized Wilcoxon検 定 を 用 い 、 危 険 率5% 以 下 を 有 意 と し た 。

m. 結 果   1.肝転移抑制効果

  Colon―26の 細胞 浮遊 液ix l04個を 門脈 内に注入する際の手術成功率は94.1%であ り、

ま た 肝 転移 巣形 成率 は100%で あっ た。 移植 後21日 の対 照群 の肝 重量 は7.10土O.36g、 肝 表 面 の転 移結 節個 数 は111土7個で あっ た。 一方SC群 では それ ぞれ4.02土0.48g、45 土9個、IS群 で は3. 24土O.38g、32土7個 であ り、 対照 群に 比ペ 治療群ではいずれ も有 意な 抑制 を示 した (pくO.01) 。マ ウス の 生存 期間 は対 照群 の24.1土0.7日に対し 、SC 群30.4土1.4日、IS群32.7土1.3日であり、いずれも有意に延長された(pく0.01) 。し か し 、 治 療 群 間 の 比 較 で はIS群 で より 良好 な結 果 が得 られ たが 、有 意差 は認 めら れな かった。

  2.腫瘍中和試験

  非 付着 性細 胞を 用い た試 験で は、 無処 置 マウ スを 除く 担癌 マウ スの脾細胞はいず れも 有意 な中 和活 性を 示し た。 しか し、 担癌 マ ウス の中 では 治療 マウ スの中和活性がさ らに 強く、無治療マウスとの差は有意であった(pく0.05)。一方付着性細胞を用いた試験では、

いず れの マウ スの 脾細 胞も 中和 活性 を認 め なか った 。抗 体十 補体 処理によるeffector細 胞 の 検 索 で は 、 抗 ア シ ア 口GM1抗 体 十 補 体 処 理 で は 中 和 活 性 は 減弱 しな かっ たの に対 し、 抗Thyl、 抗L3T4、 抗Lyt,2抗 体十 補体 の処理を行うといずれも中和活性は消失し た。

    W. 考察

術後 の補 助療 法は 腫瘍 残量 の少 ない術後早期から開始することが望 ましく、周術期に

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(3)

如何なる治療法を選択すぺきかは重要な課題である。一般に化学療法剤は効果が速やか で比較的明確にあらわれる反面、逆に宿主に対する副作用は少なくなぃ。さらに感受性 のなぃ化療剤の投与は逆に転移を促進する場合があり、術後早期の抗癌剤の投与には慎 重を要する。それに対して免疫療法は効果は緩徐ながら、宿主の生体防御能を増強する とともに、術後早期の免疫能の低下を予防することができ、合目的な手段であると思わ れる。

  一方、MY−1はマウスやモルモットの数種の同系腫瘍の増殖を抑制し、特に腫瘍内 投与の効果は著明であり、100pgあるいはそれ以上のMY−1を6回腫瘍内投与すると、

殆ど全ての腫瘍が退縮すると報告されている。その作用機序は、皮下に移植したMethA 肉腫が完全退縮する過程において、初期には腫瘍細胞周囲にNK細胞およぴマクロフア ージを集積させ、腫瘍が退縮する14日目頃にはL3T4陽性細胞を介した腫瘍特異免疫が成 立するとされている。しかし、転移の抑制を目的とした検討はルイス肺癌以外の実験系 ではぃまだ評価されていない。本実験では,Colon−26を用いた大腸癌の肝転移モデルに より、MY−1の転移抑制効果を検討した。

  SC群お よびIS群 のい ずれ においても肝転移が有意に抑制されたが、2っの治療群 の間では差は認められず、one shotのみの門脈内投与では十分な効果の増強は得られな いものと考えられた。そこでMY―1の全身投与の抗腫瘍効果の機序を解明するために 脾細胞を用いて腫瘍中和試験を行った。担癌無治療マウスの非付着性細胞にも中和活性 を認めたが、MY−1を投与したマウスではその活性は有意に増強された。すなわち腫 瘍の移植によって脾内リンパ球の活性化が起こり、MY−1はその活性化をさらに高め たものと考えられた。また治療マウスの非付着性細胞に抗アシアロGM1抗体十補体処 理を行っても中和活性は減弱しなかったのに対し、抗Thyl、抗L3T4、抗Lyt2抗体十補体 の処理ではいずれも中和活性は消失したことから、この作用は主に脾内Tリンパ球の活 性化に起因することが示唆された。

V. 結 語

  MY−1による免疫賦活は初期段階の肝転移形成を抑制し、その作用は主に脾内Tリ シパ球の活性化によるものと考えられた。

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学 位 論 文 審 査 の 要 旨

主 査    教 授    内野 純一 副査   教授    細川眞澄男 副 査    教 授    柿沼 光明

学 位 論 文 題 名

BCG 由来DNA 画分の大腸癌肝転移抑制効果      に関する実験的検討

   大腸癌の再発形式として肝転移は最も頻度が高く、遠隔成績を向 上させるためには、肝転移を予防する効果的補助療法の確立が必要 である。術後肝転移再発の機序として、門脈内の遊離癌細胞か肝臓 に着床する、あるいはすでに存在していた微小転移巣がその後増殖 することが考えられている。さらに手術による宿主の免疫能低下は 転移を助長する一因とされ、術後早期の免疫療法の有用性が指摘さ れ て い る 。 一 方 、 BCG よ り 抽 出 さ れ た DNA 画 分 ( MY‑1 ) はマ ウスやモルモットの数種の同系腫瘍の増殖を著明に抑制し、ルイス 肺癌の肺転移を抑制することが示されている。その作用機序として 皮内に移植した MethA 線維肉腫が完全退縮する過程において、初 期に は NK 細 胞 の活 性 化 を も たら し 、後期 には L3T4 陽 性細胞 を 介した腫瘍特異免疫が成立するとされている。本研究では、肝転移 形成の初期段階における免疫療法の有用性を評価するために、マウ ス大腸癌肝転移モデルを用いて MY −1 の転移抑制効果とその免疫 学的機序を検討した。

   研究方法:

   実験動物は 6 〜 7 週齢の雌性BALB/c マウスを使用し、腫瘍はマウ

ス可移植性大腸癌株Colon − 26 を用いた。薬剤は新しいBRM のーつ

であ る MY ― 1 (BCG の 水 溶 性 成分 か ら抽出 された 70 . O % DNA 、

28 .0 % RNA か らなる 核酸画分、徳永ら、 JNCI 、 1984 )を使用し

(5)

た。

  Colon ―26 の腫瘍 細胞ix i05 個を腸間膜静脈内に注入することによ り 肝 転移 モデ ル を作 製 した 。 肝転 移抑 制 試験 で は、 治 療群 に はMY

― 1 を 1 回 300rctg 、 移 植 目 よ り 7 回 隔日 投 与し た が、 7 回 とも 皮 下 に 投 与 す る SC 群 と 移 植 日 は 閉 腹 前 に脾 臓 内に 投 与、 以 後6 回 は 皮 下 投 与 を 行 う IS 群 の 2 群 と し た 。 対 照 群 に は 等 量 の PBS を 7 回 皮下 投与した(各 群n= ニ21 〜22 )。効果判 定は、移植 21 日後 に肝を 摘出 し、肝表面の 転移結節個数と 肝湿重量を測 定するととも に、残 ルマウスを生存きせ、生存期間を観察した。

   免疫学 的機序を解明 するために脾 細胞を用いた Winn assay を行っ た。 免疫動物は、 無処置マウス、 担癌無治療マ ウス、担癌治 療マウ ス の 3 群と し 、後 二 者は 肝転 移 モデルを作 製後、無治療 マウスには PBS を 、 治 療 マ ウ ス に は MY − 1 を 7 回 投 与 し 、 移 植 14 日 後 に 脾 臓を 摘出した。脾 細胞浮遊液をプ ラスティック シャーレ法に より非 付着 性細胞および 付着性細胞に分離し、それぞれ100 :1 あるいは5 : 1 の E/T 比で 別 のマ ウ スの 腹壁 皮 下に 移 植し た (各 群n= ニ 6 〜8 )。

さ ら に 非 付 着 性 細 胞 に 対 し て は 、 抗 アシ ア ロGM1 抗体 お よび モ ノ クローナル抗体(抗Thyl .2 ,抗L3T4 ,抗 Lyt2 .2 )と補体処理を行い、

negative selection によりeffector 細胞を検索した(各群 n −− 6 )。

   研究結果:

   腫瘍細胞を門脈内に注入する際の手術成・功率は 94.1 %であり、移 植 21 日 後 の肝 転移 形 成率 は 100 %で あった。肝表 面の転移結節 個数 と肝 湿重量は、対 照群ではそれぞれ平均111 個、7 .10g であったが、

SC 群で は それ ぞれ 45 個、 4 . 02g 、 IS 群 で は32 個、 3 . 24g で あ り、

治療群ではぃずれも有意に転移が抑制された(p く0 .01 )。またマウ

スの生存期間は有意に延長され(p く0 .01 )、平均生存期間は対照群

24 日 に 対 し 、 SC 群 30 日 、 IS 群 33 日 で あ っ た 。 な お 治 療 群 間 の 比

較 で は 、 IS 群 が 良 好 で あ っ た が 、 有 意 差 を 認 め な か っ た 。

   非付着 性細胞を用い た中和試験で は、無処置マ ウスの脾細胞は中

和活 性を認めなか ったが、担癌マ ウスの脾細胞 はぃずれも有 意に高

い中 和活性を示し た。しかし担癌 マウスの中で は治療マウス の活性

がさらに強く、無治療マウスとの差は有意であった( p く0 .05 )。抗

体 十 補 体 処 理 に よ る effector 細 胞 の 検索 で は、 抗 アシ ア口 GM1 抗

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体十補体処理では中和活性は減弱しなかったのに対し、抗 Thyl 、 抗 L3T4 、 抗 Lyt2 抗 体 十 補 体 の 処 理 を 行 う と い ず れも 中 和 活 性は消失した。

   以上より、MY ―1 による免疫賦活は初期段階の肝転移形成を抑 制し、その作用は主に脾内T リンパ球の活性化によるものと示唆さ れた。

   審 査 にあ た っ て 、 細 川教 授 よ りDNA を 主成分 とする MY ― 1 の BRM における位置づけとその作用機序について、柿沼教授より生 体内におけるDNA の免疫学的作用について、などの質疑があった が、申請者はおおむね妥当な回答を行った。

   大腸癌の肝転移を予防する補助療法として DNA 製剤を用いた報

告はなく、本研究では、 MY 一 1 の全身投与が初期段階の肝転移を

抑制すること、その作用機序として担癌状態におけるT リンパ球の

活性化が高められることが明かにされ、 MY ― 1 が大腸癌の肝転移

抑制剤として応用し得る可能性を示唆した点で意義があり、学位の

授与に値するものと考える。

参照

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