異なる脂肪酸を組み合わせることで
強力にがん細胞を死滅させる
名古屋大学 大学院生命農学研究科 栄養生化学研究分野
飽和脂肪酸 ・短鎖：炭素数が６以下（酢酸、ブチル酸） ・中鎖：炭素数が８〜１２（カプリル酸、ラウリン酸） ・長鎖：炭素数が１４以上（パルミチン酸、ステアリン酸） 不飽和脂肪酸：主に長鎖脂肪酸 ・一価：二重結合の数が１つ（オレイン酸） ・多価：二重結合の数が２つ以上 ・ω-3：メチル末端から３番目の炭素-炭素結合に二重結合 （α-リノレン酸、ドコサヘキサエン酸：DHA） ・ω-6：メチル末端から６番目の炭素-炭素結合に二重結合 （γ-リノレン酸、アラキドン酸）
研究背景
脂肪酸：一価のカルボン酸（カルボキシル基‐COOHをもつ化合物） ラウリン酸 オレイン酸 パルミチン酸脂肪酸による細胞死誘導（Lipotoxicity）
短鎖、および長鎖飽和脂肪酸によるがん
細胞死誘導効果に関する報告は多数ある
が、
中鎖に関してはほとんど報告がない
。
・ブチル酸（C4:炭素数４）による大腸がん由来細胞の細胞死誘導
J. Int. Med. Res. 37: 803 (2009)
Cancer Research 63: 5401–5407 (2003) J. Nutr. 132:1812-1818 (2002)
・パルミチン酸（C16）、ステアリン酸（C18）による肝臓がん由来細胞の細胞死誘導
AJP Gastrointest. Liver Physiol. 299: G236–G243 (2010) J. Hepatology 52: 586 (2010)
J. Biol. Chem. 281: 12093 (2006)
中鎖飽和脂肪酸による細胞死誘導 Jurkat細胞 (ヒトT細胞性白血病由来） エナント酸 C7 カプリル酸 C8 ペルラゴン酸 C9 カプリン酸 C10 ラウリン酸 C12 1 mM DMSO 1%
死細胞の割合 (PI positive cells%)
各脂肪酸刺激 24 時間後に PI (Propidium iodide) で染色し、
Cancer Research 60: 6353–6358 (2000) より一部改変 オレイン酸（長鎖一価不飽和脂肪酸）は パルミチン酸（長鎖飽和脂肪酸）の細胞死誘導を抑制する パルミチン酸 C16 + オレイン酸 C18:1 （炭素数18:二重結合1） パルミチン酸 C16 MDA-MB-231細胞 (ヒト乳がん由来） + オレイン酸濃度 (μM) パルミチン酸による 細胞死（% Apoptosis）
オレイン酸 なし オレイン酸 1 mM ラウリン酸 C12 1 mM パルミチン酸 C16 0.5 mM DMSO 1% オレイン酸（長鎖一価不飽和脂肪酸）は ラウリン酸（中鎖飽和脂肪酸）の細胞死誘導を促進する HT1080細胞 (ヒト線維肉腫由来）
HT1080細胞 (ヒト線維肉腫由来） オレイン酸（長鎖一価不飽和脂肪酸）は 中鎖飽和脂肪酸による細胞死誘導を促進する カプリル酸 C8 カプリン酸 C10 ラウリン酸 C12 パルミチン酸 C16 1 mM 0.5 mM DMSO 1% オレイン酸 なし オレイン酸 1 mM 細 胞 生存率 （D M SO 1% 、 オ レ イ ン 酸 なし の群 に対 す る比率 ） 各脂肪酸刺激 48 時間後に MTTアッセイにより生細胞数を測定。
A549細胞 (ヒト肺がん由来） オレイン酸（長鎖一価不飽和脂肪酸）は 中鎖飽和脂肪酸による細胞死誘導を促進する カプリル酸 C8 カプリン酸 C10 ラウリン酸 C12 パルミチン酸 C16 1 mM 0.5 mM DMSO 1% 細 胞 生存率 （D M SO 1% 、 オ レ イ ン 酸 な し の群 に対す る比率 ） 各脂肪酸刺激 48 時間後に MTTアッセイにより生細胞数を測定。 オレイン酸 なし オレイン酸 1 mM
HeLa細胞 (ヒト子宮頸がん由来） オレイン酸（長鎖一価不飽和脂肪酸）は 中鎖飽和脂肪酸による細胞死誘導を促進する カプリル酸 C8 カプリン酸 C10 ラウリン酸 C12 パルミチン酸 C16 1 mM 0.5 mM DMSO 1% 細 胞 生存率 （D M SO 1% 、 オ レ イ ン 酸 な し の群 に対す る比率 ） 各脂肪酸刺激 48 時間後に MTTアッセイにより生細胞数を測定。 オレイン酸 なし オレイン酸 1 mM
オレイン酸（長鎖一価不飽和脂肪酸）は ラウリン酸（中鎖飽和脂肪酸）の細胞死誘導を促進する オレイン酸 なし オレイン酸 0.5 mM
死細胞の割合 (PI positive cells%) ラウリン酸
パルミチン酸 + オレイン酸 ラウリン酸 + オレイン酸 パルミチン酸 オレイン酸 ラウリン酸 C12 1 mM パルミチン酸 C16 1 mM DMSO 1% Jurkat細胞 (ヒトT細胞性白血病由来） 各脂肪酸刺激 16 時間後に PI (Propidium iodide) で染色し、 刺激なし：灰色 刺激あり：青
オレイン酸（長鎖一価不飽和脂肪酸）は
ラウリン酸によるCaspase-3の活性化を促進する
Caspase-3活性化細胞の割合
(substrate fluorescent positive cells%)
ラウリン酸 C12 1 mM パルミチン酸 C16 1 mM DMSO 1% オレイン酸 なし オレイン酸 0.5 mM ラウリン酸 パルミチン酸 + オレイン酸 ラウリン酸 + オレイン酸 パルミチン酸 オレイン酸
各脂肪酸刺激 5時間後に Caspase-3 蛍光基質 NucViewTM 488 Caspase-3 substrate を添加し、
オレイン酸（長鎖一価不飽和脂肪酸）は
ラウリン酸による活性酸素種（ROS）の産生を促進する
ROS産生細胞の割合 (DCFDA positive cells%)
ラウリン酸 C12 1 mM パルミチン酸 C16 1 mM DMSO 1% オレイン酸 なし オレイン酸 0.5 mM ラウリン酸 パルミチン酸 + オレイン酸 ラウリン酸 + オレイン酸 パルミチン酸 オレイン酸
各脂肪酸刺激 5時間後にROS蛍光指示薬 DCFDA （2',7'-dichlorodihydrofluorescein diacetate, acetyl ester）を添加し、
オレイン酸（長鎖一価不飽和脂肪酸）は ラウリン酸によるミトコンドリア機能障害を促進する ミトコンドリア機能障害（膜電位低下）細胞の割合 (TMRM low cells%) ラウリン酸 C12 1 mM パルミチン酸 C16 1 mM DMSO 1% オレイン酸 なし オレイン酸 0.5 mM ラウリン酸 パルミチン酸 + オレイン酸 ラウリン酸 + オレイン酸 パルミチン酸 オレイン酸
各脂肪酸刺激 5時間後にミトコンドリア膜電位蛍光指示薬 TMRM （tetramethyl rhodamine methyl ester）を添加し、
オレイン酸 (C18:1) ROS Caspase-3 apoptosis ミトコンドリア機能障害 （膜電位の低下） ラウリン酸 (C12) パルミチン酸 (C16) Caspase-3 Cyt-c + Caspase-9 ? ? ER ストレス 予想されるラウリン酸、パルミチン酸と オレイン酸による作用メカニズム 促進 抑制
従来技術とその問題点
がんの治療に用いられる物理的・薬理学
的ながん抑制法の多くは、単に細胞死を誘
導するものであり、がん細胞のみならず正
常細胞をも死に至らしめるため、がん病巣・
がん細胞にのみ
特異的に作用
させるために
は厳密なコントロールが必要となる。
Warburg Effect ミトコンドリアでの酸化的リン酸化に用いるグルコースが尐なく、必 要なエネルギーを細胞質での解糖系から優先的に得ている現象 増殖細胞・がん細胞 脂肪酸、アミノ酸、核 酸の合成が亢進し、 分解が抑制 細胞増殖に必要とな るエネルギーや細胞 構成分子を生産 がん細胞のグルコース代謝は正常細胞とは異なる Science 324: 1029-1033 (2009)
新技術の特徴・従来技術との比較
• 細胞死誘導効果がほとんどないと考えられて
いた２種類の
脂肪酸を組み合わせる
ことで、
強力にがん細胞を死滅することができる。
• 中鎖飽和脂肪酸は正常細胞で分解されやす
いが、脂肪酸分解が抑制されているがん細胞
では分解されないため、
がん細胞特異的
に効
果を示す可能性がある（in vitroにて検討中）。
• 腸管で吸収された中鎖飽和脂肪酸は長鎖脂
肪酸とは
異なる経路
で体内に運ばれる。
長鎖脂肪酸と中鎖脂肪酸では 小腸からの吸収経路が異なる 中鎖脂肪酸 長鎖脂肪酸 門脈 リンパ管 TG FFA 肝臓 全身の組織 （脂肪組織・筋肉など） 分解 貯蔵 （必要に応じて分解） 小腸 中鎖脂肪酸は小腸上皮 細胞でTGに再合成され ず、小腸で吸収された 大部分がキロミクロンを 形成せずに、遊離脂肪 酸（FFA）の形で門脈血 中に送られ、直接肝臓 に取り込まれた後 、速 やかに効率よく分解さ れる。そのため、長鎖脂 肪酸にくらべ体脂肪が 蓄積しにくい。 長鎖脂肪酸は、小腸で 吸収された後、小腸上 皮細胞でトリアシルグ リセロ ー ル （TG） に再 合成され、キロミクロン を 形 成 し 、リ ン パ 管を 経由して血液に流れ込 み、全身の組織に運ば れ、 貯蔵 も しくは必要 に応じて分解される。
