ヒト脳腫瘍におけるガングリオシドの組成分析

原  著

．〔終油5講、第犠、当言〕

ヒト脳腫瘍におけるガソダリオシドの組成分析

東京女子医科大学 脳神経センター

神経内科学教室（主任：丸山勝一教授）

脳神経外科学教室（指導：加川瑞夫教授）

薬理学教室（指導：野本照子教授）    ニツ    タ     マサ    エ

   仁  田  仁  恵

（受付．平成3年9，月19日）

Determination of Ganglioside Composition in Human Brain Tumor

      Masae NITTA

Department of Neurolgoy（Head：Prof． Shoichi MARUYAMA）， Department of Neurosurgery        （Director：Prof． Mizuo KAGAWA）， Neurological Institute      Departmeht of Pharmacology（Director：Prof． Teruko NOMOTO）

       Tokyo Women’s Medical College

  Gangliosides in human brain tissues taken at operation or autopsy from 37 patients were analyzed by high performance thin−layer chromatography in an attempt to relate the findings to pathological diagnosis of tumors． Pathognomonic changes in ganglioside composition were noted for some types of tumors；thus， meningotheliomatous meningioma showed an increase in relative proportion of GM3，

while GM3 and GM2 gangliosides were lacking（undetectable）in hemangioblastoma． A selective

increase in the relative proportion of GM3 was associated invariably with benign tumors． While five of 6glioblastomas exhibited increased proportions of GM3 and GD3， four of 6 anaplastic astrocytomas showed an increased proportion of GD30nly． A further attempt was made to estimate ganglioside composition in tumor cells separated by centrifugation on a percoll density gradient． The results 量ndicate that whereas GM3 was undetectable in normal glial cells and anaplastic astrocytoma， it increased in three of 5 glioblastomas． These findings suggest that anaplastic astrocytoma and glioblastoma have differential changes in distinct glucotransferases．

         緒  言

 正常組織の腫瘍化に伴うガンダリオシドの変化

については近年様々な角度から研究が進められて

いる1）欄19）．一方，生体におけるガンダリオシドの生

理機能についても解明されつつある15）20）∼23）．最

近，脳腫瘍の病理組織学的分類および悪性度によ

る差異についていくつかの報告がある

が1）∼10）12）13）15），特異性を論ずるには至っていない．

 今回著者は，手術時摘出標本と病理解剖より得

られた脳腫瘍組織よりガンダリオシドを分析し

た．腫瘍組織を用いた分析は，培養細胞などを用

いた分析に比べ，より生体内における状態に近い

が，腫瘍組織の多様性により浮腫や壊死，他の細

胞の混入などによる誤差が生じている可能性が高

い．そこで本研究ではさらに密度勾配遠心法を用

いて細胞分離を行い，ガンダリオシドを分析検討

した．これらより各種脳腫瘍におけるガンダリオ

シドの組成変化お．よび臨床応用への可能性につい

て考察を加えた．

       対象および方法

 手術時摘出標本の35症例および病理解剖2例の

脳腫瘍組織を一80度にて凍結保存し，その約50mg

一25一

湿重量を試料とした．

 ガソダリオシドの標準品はGM3， GD3， mix−

ture（bovine brain，和光純薬）， GM2（Bachem），

bovine brain upPer gangliosides mixture

（HONEN）を用いた．

 脂質成分の抽出は山口ら24）の方法に準じ，組織

をメタノール（M）150μ1にてホモジネートし，ク

ロロホルム（C）300μ1を加え，37℃，1時間静置

後メタノール150μ1を加え遠沈した．上清をhigh

performance thin layer chromatography

（HPTLC）プレート（Kieselgel 60 MERCK）上

にスポットし，C：M：0．25％CaC12＝55：45：10

の展開溶媒で，29℃，3時間展開した．ついでレ

ゾルシノール試薬を噴霧し，シアル酸を発色後デ

ソシトメーター（ATTO ACD−250X）を用いて定

量した．

 10例の神経上皮性腫瘍組織と病理解剖によりえ

られた正常組織200∼1，000mgを細切し，0．1％ト

リプシンを加え，37℃，10分間撹二二ナイロンメッ

シュで濾過し細胞浮遊液を作製した．これをper−

coll液にて比重約1．032に調整し密度勾配遠心法

を用いて細胞を分離すると，上層からミエリン層，

ダリア層，血球層に分かれた．ダリア層の細胞を

samson試薬に．て染色し腫瘍細胞を算定後，同様

に脂質を抽出して105個あたりのガンダリオシド

を分析した．

 総シアル酸量は，標準品のGD3のシアル酸量よ

り求めた各ガンダリオシドのシアル酸量の総和と

した．ガンダリオシドの各成分は総シアル酸量に

対する割合としてパーセント表示した．

 用いたガンダリオシドの標準品では出現しない

バンドについての確認は，GD2 monoclonal anti−

body（KM538）を用いてTLC immunosta三ningを

施行した25）．

 腫瘍組織病理診断はHE染色の他， Ki−67， glial

丘brillary add protein（Dako社の抗体使用）を

用いた免疫組織化学的染色を施行した．

 ガンダリオシドの表記は，§vennerholmによる

命名法26）に基づいた．

         結  果

 各種腫瘍におけるガンダリオ’シドの分析結果を

表1に示した．No．2およびNo．37∼42は病理解

剖を施行した2例の結果で，そのうちNo．2，

37∼39はglioblastomaによる死亡例で， No．

40∼42は急性腎不全による死亡例である，No．

37∼42はそれぞれの正常部位より試料を3部位に

分けて採取，G−W matterは白質一灰白質移行部を

意味する．

 1．脳組織正常部位の分析

 脳組織正常部位におけるガンダリオシドは，白

質に対して灰白質に多かったが，GM3の割合は白

質で8．8∼16．2％であり灰白質の1．6∼1．9％と比

して大きな値を呈した．

 2．神経上皮性腫瘍の分析

 GD3の割合は5．4∼6．8％を呈したNo，40∼42

の正常例と比較して，グリオーマではgliosar−

comaの7．6％を最小として最高はependymoma

の57．5％と全例増加したが（表1），総シアル酸量

はgliosarcoma以外増加したものはなかった．さ

らにGM1の割合は減少したものが多かった．

 1）生合成経路とガソダリオシド

 ガソダリオシドの生合成経路より27），a経路

（GM3→GM2→GM1→GDla→GTla）にて生

成されるGM3， GM2， GM1， GDlaをa系， b経

路（GD3→GD2→GDlb→GTlb→GQlb）にて

生成されるGD3， GDlb， GTlb， GQlbをb系と

し，a系中のGM3， b二二のGD3の割合を表1の

No．40∼42の正常例と比較した（表2）．グリオー

マにおいて，このGM3， GD3の割合はepen−

dymomaのGM3を除いて減少したものはなかっ

た．そこで，a系中のGM3のみが上昇したものを

A群，b系中のGD3のみ上昇したものをB群， a

系中のGM3とb二二のGD3が共に上昇したもの

をC群とした．Glioblastomaは6例中5例がC

群，残る1例がB群であり，astrocytomaは8例

中4例がB群，4例がC群，その中anaplastic

astrocytomaにおいては6例中4例がB群に属

した．さらに比較的良性のastrocytoma 2例と

subependymoma， ependymomaにおいてはa

系／b系の値が低い傾向がみられた．

 2）免疫組織化学とガンダリオシド

 グリオーマを免疫組織化学的に染色した結果，

一26一

Xl

t ts Eik'keutmewatru ts tzJ-6 lf y jf Y

_{ty FoMEva}

No.

_{GM3 GM2 GMI}

_GD3

_GDIa

_UB

_GDIb

_GTIb

_GQIb

Total

sialicacid

1 Glioblastoma 29.0 3.9 7.9 28.1 9.2 4.3 17,9 o.o 7.64

*2 Glioblastoma Il.3 2.1 5.6 18.6 18.6 17.4 19.1 7.3 4.25

3 Glioblastoma 2.3 o.o 5.8 56,5 5.1 10.2 20.1 o,o 18.99

4 Glioblastoma 5.7 o.o o.o 55.5 o.o 17.7 16.8 4.3 6.73

5 Glioblastoma 6.9 2.1 7.9 11.6 18.0 33.8 19.7 o.o 30.74

6 Glioblastoma 24.8 15.5 28.1 31.6 o.o o.o o.o o.o 1.09

7 Glioblastoma 2.0

_L5

14.5 7.6 23.5 25.4 21.8 3.6 71.33

8 Anaplasticastrocytoma 2.5 1.4 16.3 14.5 26.6 13.3 21,6 3.7 26.17

9 Anaplasticastrosytoma 4.2 3.7 6.8 19.1 15.8 20.0 15.9 14.6 o.o 28.46

10 Anaplasticastrocytoma 1.7

_L6

9.4

IL1

21.1 11.7 24.I 19.3 o.o 31.77

11 Anaplasticastrocytoma 21.6 o.o 7.0 53.4 2.9 7.6 4.3 3.2 o.o 50.60

12 Anaplasticastrocytoma 19.9 o.o 9.5 25.8 4.3 22.2 5.0 9.8' 3.5 34.00

13 Anaplasticastrocytoma 2.8 4.0 1.2 15.9 29.2 6.2 23.3 17.4 o.o 21.27

14 Gemistcyticastrocytoma 10.9 o.o 10.6 48.4 o,o 11.4 11.6 6.2 e.o 2.64

15 Cerebellarastrocytoma 13.4 O.8

_LO

36.0 10.4 14.0 24.3 OJO 6.05

16

Subependymoma

12.1 o.o 4.6 10.9 5.6 32.4 24.1 10.3 4.97

17

_Ependymoma

o.o 6.0 o.o 21.7 20.9 8.2 32.6 10.6 7.18

18

_Ependymoma

OJO o,o 10.5 57.5 18.3 o.o 13,7 o.o 1.80 19

PNET

12.6 l.2 5.7 14.5 13.1 24.2 22,5 6.1 5.78

20 _{Medulloblastema} 20.8 6.9 6.1 8.9 18.6 10.6 23.4 4.8 14.50

21

_Melanoma

35.5 14.1 21.4 26.8 o.o o.o 2.2 o.o 6.58

22 Acousticneurinoma 20.5 3,2･ 15.2 O.8 33,5 o.o 26.9 o.o 21.85.

23 Acousticneurinorna 6.9

L8

8.4 2.1 25.0 5.5 5e.3 OiO

_32.23'

24

Hemangioblastoma

o.o o.o 16.0 o,o o.o 36.7 31.4 15.9 9.50

25

Hemangioblastoma

o.o o.o 7.6 20.3 20.6 18.1 26.9 6.4 12.74

26

Hemangioblastoma

o.o o.o .o.o 39.2 21.3 18.5 14.9 6.1 3,64

27 Hemangioblasticmeningioma 42.4 o.o 52.8 o.o o.o OJO o.o OJO 3.37

28 Meningiotheliomatousmeningioma 19.0 o.o o.o 59.8 o.o 6.7 14.4 o.o 16.28

29 Meningiotheliomatousmeningioma 39,9 o,o e.o 47.3 o.o o.o 12.7 o,o 11.32

30 Meningiotheliomatousmeningioma 100.0 o,o o.o o.o o,o o.o o.o o.o 7.l7

31 Meningiotheliomatousmeningioma 28.6 OJO o.o 58.6 o.o o.o 12.8 OJO 5.51

32 Transitionalmeningioma o.o o.o o.o 72,3 OJO o.o 18.8 8.8 7.76

33 Transitionalmeningioma 67.9 10.2 2.8 10.8 4.4 3.9 o,o e.o 12.64

34 Metastaticbraintumor 44.3 14.3 12,8 16.6 12.0 o.o o.o OJO 3.43

35 Metastaticbraintumor 15.3 6.6

_L8

33.1 7.6 9.1 26.5 o.o 10.21

36 Metastaticbraintumor o.o o.o o.o o.o o.o o.o o.o e.o o.oo

*37

G-Wmatter

9.6 1.9 18.2 7.3 22.8 20.0 20.2 e.o 7.81

*38

Whitematter

16.2 2,O 19.9 14.6 19.5 18.6 9.2 o.o 8.14

*39

Graymatter

L9

3.4 18.3 6.9 27.3 21.5 19.2 1.5 15.12 40

G-Wmatter

2.2 3.6 24.3 6.8 22.8 18.5 15.3 6.4 24.05 41

Whitematter

8.8 2.0 20.5 5.9 18.0 19.7 18.2 6.8 18.70 42

Graymatter

1.6 2.6 12.3 5.4 23.0 25.5 22.6 7.1 54.78

mtw %:

band.

6)ify pt v tv

FOssv7ivutStrCStt6

:ua, total sialic acid : nmol15mg waptS, *t# N-fien,

_UB:

unknown

,

-27-i2

ic F EpaptEMwaorakstr6 GM3, GD3a)XtiA･

a.k(O/o)

_bk(%)

a%/bX

_GM31aX

_GD3/b.$

ge

Glioblastoma 49.1 50.2 O,99 O.58 O.56

_c

Glioblastoma 37.6 62.4 O.60 O.30 O.30

C

Glioblastoma 13.2 86.8 e,15 O.18 O.65

B

Glioblastoma 5.7 94.3 O,06 1.00 O.59

C

GIioblastoma 34.9 65.1 O.54 O.20 O.18

C

Glioblastoma 68.4 31.6 2.16 O.36 1.00

C

Glioblastoma 41.6 58.4 O,71 O.05 O.13

Anaplasticastrocytoma 46.8 53.2 O,88 O.05 O.27

B

Anaplasticastrosytoma 30.4 49.6 O.61 O,14 O.38

_B

Anaplasticastrocytoma 33.7 54.6 O.62 O,05 O.20

B

Anaplasticastrocytoma 31.5 60.9 O.52 O,68 O.88

C

Anaplasticastrocytoma 33.7 44.1 O.76 O,59 O.58

C

Anaplasticastrocytoma 37.2 56.6 O.66 O,08 O.28

B

Anaplasticastrocytoma 21.4 66.3 O.32 O,51 O.73

c

Cerebellarastrocytoma 25.6 74.4 0.34 O,52 O.48

C

subependymoma

22.3 77.7 0.29 O.54 O.14

A

Ependymoma

26.9 73.1 O.37 o.oo O.30

B

Ependymoma

28.8 71.2 O.40 o.oo O.81

_B

PNET

32.7 67.3 O.49 O.39 O.22

C

Medulloblastorna 52.3 47.7 1.10 O.40 O.19

_C

Melanoma

71.0 2g.o 2.45 O.50 O.92

C

Acousticneurinoma 72.4 27.6 2.62 e.28 O.03

A

Acousticneurinoma 42.1 57.9 O.73 O.16 O.04

Hemangioblastoma

16.e 84.0 e.19 o.oe o.oo

Hemangioblastoma

28.3 71.7 O.39 o.oo O.28

B

Hemangioblastoma

21.3 78.7 e.27 o.oo O.50

B

Hemangioblasticmeningioma 100.0 o.o

MAX

O.45 OJOO

_A

Meningiotheliomatousmeningioma 19,O 81.0 O.24 1,OO O.74

C

Meningiotheliomatousmeningioma 39.9 60.1 O,66 1.00 O.79

C

Meningiotheliomatousmeningioma 100.0 o.o

MAX

1.00 o.oo

A

Meningiotheliomatousmeningioma 28.6 71.4 O.40 1,OO O.82

C

Transitionalmeningioma OiO 100.0 o.oe o,oo O.72

_B

Transitionalmeningioma 85.3 14.7 5.81 O,80 O.73

C

Metastaticbraintumor 83.4 16.6 5.02 O.53 1.00

C

Metastaticbraintumor 31.2 68.8 O.45 O,49 O.48

C

Metastaticbraintumor o.o o.o o.eo OiOO o.oo

G-Wmatter

53.0 47.0 1.13 O.04 O.l4

Whitematter

49.3 50.7 O.97 O.18 O.12

Graymatter

39.4 60.6 O.65 O.04 o.eg

aX(%):GM3, GM2, GML

ge I GM3f a Xb:-ltfi Lk ag op

nLk ts o

GDIa oXUe`D ws7F- bX(%) : GD3, GDIb, GTIb, GQIb q) :g ftaksliN A B# : GD31 b Xh:-lt fi L Vt ts q) C gy : GM3/ a X 8 GD3/ b XodiZh: -E

-28-glial fibrillary acid protein（GFAP）の染色性の

強さやKi−67のlabeling indices（LI）は，ガンダ

リオシドの変化と明らかな関連性を見出せなかっ

た．

 AstrocytomaではDlaとDlbの間に標準品と

対比できないバンドが出現したので（図1）この

バンドをGD2 monoclonal antibodyを用いて

TLC immunostainingを施行したが染色されな

かった．

 3．神経上皮性以外の腫瘍の分析

 神経上皮性以外の腫瘍ではグリオーマとは異な

り検出されない成分が目立った．表2のごとく

hemangioblastomaでは3例全例でa系中の

GM3が0であり， meningotheliomatous menin−

giomaは4例全例がb寸寸のGD3が1となった．

Acoustic neurinomaにおいてはGD3の割合が減

少した．Metastatic brain t㎜orは，3例とも

squamous cell carcinomaで， No．34は肺原発，

No．35は原発巣不明， No．36は食道原発であった

が，特に共通性は見出せなかった．

 4．密度勾配遠心法を用いた分析

 密度勾配遠心法を用いた細胞分離後のガソダリ

オシドの組成を表3に示した．正常組織ではグリ

猿

油

糟

ド璽，

轡

ザ欝ぺ 曜ひ

鞘

騨，

M3

M2

M1

D3

Dla

螺

灘T、b

     anap．ast． STD

図1 Anaplastic astrocytomaにおけるガンダリオ

 シドのTLCクロマトグラム

 anap． ast．：anaplastic astrocytoma， STD：stan・  dard．  溶媒系：クロロホルムー空聾ノールー0．25％CaC12  （55：45：10，V／V），呈色試薬：レゾルシノール試

 薬，HPTLCプレート（Kieselge160 MERCK）使

 用． 表3 細胞分離後のガソダリオシドの組成

GM3 GM2 GM1

GD3

GDla GDlb

GTlb GQlb

Total sialic acid a系 b系

Gliobiastoma 19．5 26．0 0．0 16．7 0．0 18．3 14．1 5．4 0．03 45．5 54．5 Glioblastoma 9．5 11．9 0．0 10．4 14．2 30．2 19．3 4．4 0．06 35．6 64．4 Glioblastoma 13．4 22．6 0．0 64．0 0．0 0．0 0．0 0．0 0．10 36．0 64．0 Glioblastoma 0．0 14．0 0．0 64．2 21．8 0．0 0．0 0．0 0．57 35．8 64．2 Glioblastoma 0．0 0．0 0．0 53．7 10．6 15．7 19．9 0．0 0．13 10．6 89．4 Gemistcytic astrocytoma 35．8 0．0 29．6 15．5 5．4 0．0 13．8 0．0 0．06 70．7 29．3 Anaplastic astrosytoma 0．0 19．8 7．6 72．6 0．0 0．0 0．0 0．0 1．10 27．4 72．6 Anaplastic astrosytoma 0．0 14．7 0．0 62．9 0．0 0．0 22．4 0．0 0．11 14．7 85．3 Medulloblastoma 0．0 33．7 0．0 5．2 7．5 25．4 28．1 0．0 1．86 41．2 58．8

PNET

23．4 29．2 0．0 5．6 13．7 8．3 19．8 0．0 1．54 66．3 33．7 Normal glia cell 0．0 28．5 0．0 0．0 11．5 35．0 25．1 0．0 0．20 39．9 60．1 NOrmal myelin layer 9．9 14．6 30．4 0．0 7．3 24．9 12．9 0．0 11．77 62．2 37．8 単位 ％：各ガンダリオシドの総シアル酸量に対する割合，total sialic acid＝nmol／glia cel1105コ Perco11による密度勾配遠心法にて細胞分離後の割合， a系：GM3， GM2， GM1， GDlaの割合の総和（％）， b系：GD3， GDl b，GTlb， GQlbの割合の総和（％）

一29一

ア層，ミエリン層のいずれにもGD3， GQlbは検

出されなかった．さらにGM3， GM1もダリア層で

は検出されず，ダリア層とミエリン層ではa系と

b系の比率が逆になった．

 GD3はすべてのグリオーマで検出され， primi−

tive neuroectodermal tumor（PNET）とmed−

ulloblastomaではグリオーマより少ない傾向に

あった．GM3はanaplastic astrocytomaでは検

出されなかったが，glioblastoma 5例中3例で出

現した．

 その他，GM 1はanaplastic astrocytomaの2

例中1例とgemistcytic astrocytomaでのみ検出

され，GM2， GDlb， GTlbはglioblastomaと

astrocytomaでは減少した．

         考  察

 ガンダリオシドはシアル酸を含むスフィンゴ糖

脂質で細胞膜の構成成分として古くから研究が進

められてきた27）28）．しかし1980年以降細胞の増

殖，分化に関連してその生理機能の解明が盛んに

行われるようになり12）16）20）∼23）．

 1）レセプターとキナーゼに対する作用

 2）細胞接着に対する作用

 3）免疫細胞に対する作用

 4）神経細胞に対する作用

が報告されている12）16）20）∼23）．

 一方，神経細胞に多く分布し，神経系発生過程

の細胞周期，増殖，分化に伴う変化が見られるこ

と16）20）23）や糖脂質糖鎖が癌関連物質としての側面

をもつことなど17）18）から脳腫瘍におけるガンダリ

オシドの分析は種々の生理機能の解明においても

重要な位置を占め，近年様々な方法で研究がなさ

れている1）∼15）．

 1．脳組織正常部位の分析

 今回の正常組織におけるガンダリオシドの分析

結果はAndoら29）の報告とほぼ同様であった．し

かし総シアル酸量はNo．37∼39とNo．

40∼42（表1）の2症例間にかなりの差が生じた．

これはglioblastomaによる死亡例では脳浮腫が

強く，急性腎不全による死亡例では脳萎縮がみら

れたため湿重量における細胞の量が異なっていた

と考えられる．これらのことを考慮して，正常対

照は急性腎不全による死亡例を用いた．

 Perco11による密度勾配遠心後のミエリン層の

分析結果はGM1が主成分であり，蕉気密度勾配遠

心法によるAndoら29）の結果と類似した．しかし

ダリア層については，本方法ではastrocyteと

oligodendrocyteは分離できなかったが， GM1や

GDlaの割合が大であるAndoら29）の報告とは異

なりGM2， GDlb， GTlbの割合が大であった．こ

の相違については単に分離方法の違いによるもの

であるのか，さらに検討が必要である．

 2．神経上皮性腫瘍の分析

 グリオーマにおけるガソダリオシドの組成は

Fredmanら1）の報告とほぼ同様であったが，

tumor markerとなるような腫瘍に特異的なガン

ダリオシドは検出されなかった．

 Astrocytomaでは他の腫瘍と異なりGDlaと

GDlbの間にバンドが出現した．今回用いた展開

溶媒系で，この位置に出現すると考えられるもの

はGTla， GD2， GIla−GaINAcなどであるが30），

培養細胞における免疫染色でneuroblastomaや

glioma（特にWHOのgrade I∼II）で強い染色性

を示す6）という報告より，GD2 monoclonal anti−

bodyを用いたTLC immunostainingを試みたが

染色されなかった．したがってこのバンドは

GTlaかGDla−GalNAcである可能性が高い．い

ずれにしてもGD2， GTla， GDla・GalNAcはヒト

正常脳組織でも極微量ながら検出されるので腫瘍

特異性の物質ではないが，astrocytomaで増加し

ていることは事実であり，glioblastomaにおいて

このバンドが出現しな：かったことも興味深い．

 この物質はastrocytomaの診断のみでなく，こ

の抗体を利用した治療応用の可能性を示唆してい

る．

 グリオーマにおけるGD3の増加は，すでに報告

されている結果1）∼4＞15）と一致した．GD3の比率は

悪性度の高さに伴い増加するといわれてい

る1）∼4）7）．今回の分析では良性のastrocytomaの症

例が少ないため比較が困難であったが，anaplas−

tic astrocytomaとglioblastomaとの間には明

らかな差異は認められなかった．またGM3は

GD3ほど顕著ではないが増加するものも多かっ

一30一

た．しかし，このようなGD3やGM3の割合の増加

にもかかわらず，総シアル酸：量の増加はほとんど

の症例でみられなかった．

 ガンダリオシドは，前駆体に対する糖転移酵素

によって順次糖が付加されることによって生合成

される27＞．このことより，ガンダリオシドの組成変

化は細胞の腫瘍化に伴う糖転移酵素の活性の変化

により生じると考え，生合成経路よりa，bの2系

に分けて検討した．これによると比較的良性の

astrocytoma 2例とsubependymoma， epen−

dymomaにおいてはa系／b系の値が小さい傾向

がみられた．さらにそれぞれの系におけるGM3，

GD3の割合から前述の3群に分類した．なんらか

の機序により酵素活性が変化し，図2に示された

①の2，8−sialyltransferaseの活性の低下が優位で

あれぽGM3の割合が増加しA群を，上昇が優位

であれぽGD3の割合が増加しB群を，②の

Ga1NAc−transferaseの活性の低下が優位であれ

ばGD3， GM3の割合が増加しC群を呈するもの

が増えると考えられる．当然①②の両者の活性の

変化が組み合わされてそれぞれの群を重している

可能性もある．

 a系／b系の値の低下には，①の2β一sialyltrans一

〒沿劃一ド甲トG腰

SA  （GM3）

    ↓・．

Ga【Na

_w撒㏄「

   SA （GM2）  ▼ a経路  ム

l

SA

（GD3） ↓・

G獅

waトGl“Ce「    SA ｛GD2）    ｝

  SA

    ▼

    b経路

図2 GM3を中心としたガンダリオシドの生合成経

 路とその関連酵素 SA：sialic acid，①：2，8・sialyltransferase，②： GalNAc−transferase．

表4 WHOの悪性度分類（1979， ZUIchら）による

各群に属する症例数の比較

WHO

@grading

_A群

_B群

_C群

その他 Grade l @  Ependymoma @  Subependylnoma @  Acoustic neurinoma @  Hemangioblastoma @  Meningioma 4／15 5／15 4／15 2／15 Grade 2 @  Gemistcytic astrocytoma @  Cerebellar astrocytoma 0 0 2／2 0 Grade 3 @  Anaplastic astrocytoma 0 4／6 2／6 0 Grade 4 @  Glioblastoma @  Gliosarcoma @  PNET @  Medulloblastoma 0 1／9 7／9 1／9 A群：GM3／a系が上昇したもの， B群：GD3／b系が上昇 したもの，C群：GM3／a系とGD3／b系の両者が上昇した もの，その他：A，B， C群のいずれにも属さないもの

feraseの活性の上昇が関与すると考えられ，グリ

オーマにおける悪性度とこの酵素活性の間になん

らかの関連性があるのかもしれない．

 今回の結果では（表4），glioblastomaの大部分

がC群に属する中でanaplastic astrocytomaは

6例中4例が，GM3の増加のないB群に属し，さ

らに細胞分離後正常組織のダリア層，anaplastic

astrocytomaにはGM3が検出されな：かった．こ

のことからanaplastic astrocytomaとglioblas−

tomaでは変化を受ける糖転移酵素やその活性に

違いが存在するのではないかと推察される．

 GM3の割合が大きい場合にEGF依存性細胞の

増殖が抑制されるという報告がある21）．GM3の割

合のみ増加しているA群を示したものは分析し

た全腫瘍のうち良性腫瘍であったという今回の結

果は，Ravindranathら11）のmelanomaでは

GM3：GD3においてGM3の割合が大である場合

に予後が良好であるという報告と同傾向であり，

GM3と悪性度の関連が理解される．

 Cell cycleのうちG1， S， G2， M期の細胞で陽

性であるKi−67のLIとガンダリオシドの変化に

ついての報告はないが，in vitroではEGFはGo

期の細胞をS期に導くことが知られているため，

一31一

GM3の割合が多くEGFレセプターの自己燐酸化

が抑制されているものはKi−67のLIが小さくな

ることが予想される．しかし，glioblastomaにお

けるKi−67とLIとGM3の間には関連性は見出せ

なかった．

 またダリオ’一マや一部の腺腫で高い陽性率を示

すGFAPとガンダリオシドの組成変化には関連

性がなかったことは，Mennelらlo）によっても報

告されている．

 Subependymomaにおけるガンダリオシドの

組成は，ependymomaよりもむしろ良性の

astrocytomaに類似し（表2），これは未だ明らか

にされていないsubependymomaの細胞起源を

考察する上で興味深い結果である．

 Medulloblastomaにおいてぽ， Gottfriesら5）の

報告と一致しGM2／GM1比の増大がみられた．

GM2／GM1比はmedulloblastomaと，グリオーマ

の中ではGM1が検出されなかったependymoma

とanaplastic astrocytomaの各1例で，また今回

分析した腫瘍全体においてはmetastatic brain

tumorの3例中2例， meningiomaの7例中tran・

sitional typeを呈した1例で1以上の値であ’つ

た．しかし，medulloblastomaと同様に未熟な細

胞の腫瘍であるPNETにおいては， GM2／GM1

比の増大はなく，両者とも未熟な細胞で増加する

といわれているGD3に対しても大きな変化を示

さなかった．神経系発生過程におけるガソダリオ

シドの変化はその機能を研究する意味においても

興味がもたれ，様々な仮説のもとに多くの報告が

みられている16）20）23）．なかでもGD3は発生過程の

時期による変動が大きく，増殖期においては増加

し，細胞移動分化期においては減少するといわれ

ている20）ので，GD3は神経細胞の分化に関与して

いる可能性が示唆される．Medulloblastomaや

PNETのような未熟な細胞による腫瘍は，発生過

程のある時期においてGD3による調節が働かず

未熟なまま残存し腫瘍化したとも考えられる．

 3．神経上皮性以外の腫瘍の分析

 神経上皮性以外の腫瘍においては，hemangio−

blastoma全例でGM3， GM2が検出されず，

meningiomaでGM2， GM1， GDla， GDlb， GQ1

bが検出されないものが多いなど，グリオーマと

は明らかに異なる組成を示した．

 Davidssonら8）はmeningiomaを組織型に関係

なくGM3−rich， GD3・rich， intermediateの3グ

ループに分類した．著者は表2に示したごとく

ABCの3群にわけたが，さらに表1をDavidsson

ら8）の3グループに分けることも可能であった．

一方，meningiomaのうちmeningotheliomatous

typeではGM3が高値であると報告されてい

る4）．Meningotheliomatous meningioma 4例全

例でGM3／a系が1（表2），つまりa系において

GM3の割合が100％を占めたことは，この報告と

類似しmeningiomaの組織型との関連性を示唆

していると思われる．

 Hemangioblastomaの分析結果の報告は，現在

のところ見られていないようである．今回は3例

であったがGM3， GM2が検出されなかったこと

は特徴的であり，組織学的に類似している

hemangioblastic meningiomaの1例とは大きく

異なった変化であった．

 Metastatic tumorにおいては， GM3の割合が

増加するという報告がある3）が，今回の3症例は

かなりその組成に違いがみられた．しかし多くは

被膜をもち，腫瘍組織内に神経組織の混入がない

と思われる腫瘍で，密度勾配遠心法にて細胞分離

後の正常組織のダリア層では検出されないGM3

が，表1のNo．34，35にて検出された．このGM3

は原発巣の腫瘍組織由来のものであるのか，また

はGM3が神経細胞だけではなく，他の細胞の腫瘍

化にも関与している可能性も示唆されるので，今

後症例を増やし原発巣の腫瘍の分析なども加えて

検討するつもりである．

 4．臨床応用面よりみたガンダリオシド

 グリオーマ患者血清中のGD3は悪性度の高い

ものに，より高率に検出されることが報告され

た19）が，スクリーニングなど診断における実用性

はCTやMRIには及ばない．

 今回，腫瘍特異性のガンダリオシドは検出され

なかったが，percollを用いた密度勾配遠心法によ

る細胞分離後の分析結果において正常組織のダリ

ア層にGD3やGM3が検出されなかったことか

一32一

ら，この方法を利用して細胞浸潤の有無が推察で

きると思オつれる．

 またanaplastic astrocytomaとglioblas−

toma， ependymomaとsubependymoma， heman，

gioblastomaとhemangioblastic meningiomaの

ような組織学的に近接した症例における細胞起源

などの解明や鑑別診断に応用され得るか今後の検

討課題である．

 さらにガンダリオシドの治療応用が近年盛んに

行われてきているが，抗腫瘍効果を目的として，

抗ガンダリオシド抗体を特異受動的または能動免

疫療法にて体内で作用させ，抗原抗体反応により

腫瘍細胞を障害する方法や，ガンダリオシドの免

疫抑制作用に対し免疫反応を増強させる方法が試

みられ，GD2， GD3， GM3に対する抗体が用いら

れている13）．今回の分析結果よりa病中のGM3の

み増加した腫瘍はすべて良性であり（表4），GM3

の一定レベル以上の増加がEGF依存性細胞を抑

制するという事実より，脳腫瘍においてはGM3を

ターゲットにせずその割合を維持し，GD3に対し

て抗体を作用させたほうが有効と思われる．

         結  語

 ヒト脳腫瘍組織を用いHPTLCでガンダリオ

シドを分析したところ，以下の知見を得た．

 1．脳組織正常部位の分析

 正常組織におけるガンダリオシドの組成は，従

来の報告とほぼ同様の分析結果を得た．しかし，

perco11による密度勾配遠心後のダリア層では

GM3， GM1， GD3， GQlbが出現せず，ミエリン

層とダリア層ではa系とb系それぞれに含まれ

るガンダリオシドの比率が逆になった．

 2．神経上皮性腫瘍の分析

 1）Astrocytomaで他の組織に検出されない・ミ

ンドが出現し，これはGTlaかGDla−GalNAcで

ある可能性が高いと思われた．

 2）GD3の増加は悪性度と関連しなかった．

 比較的良性のグリオーマにおいてa系／b系の

値が小さい傾向が見られた．a池中のGM3のみ増

加するA群を示したものは，神経上皮性以外の腫

瘍を含めてもすべて良性腫瘍であった．

 3）Glioblastomaの大部分がC群に属する中

でanaplastic astrocytomaは6例中4例がGM3

の増加のないB群に属した，

 4）MedulloblastomaではGM2／GM1比の増

大がみられたがPNETではこの変化はなく，両

者とも未熟な細胞で増加するといわれている

GD3の増加が小さい傾向がみられた．

 3．神経上皮性以外の腫瘍の分析

 1）Meningotheliomatous meningioma全例で

a系におけるGM3の割合が100％を占めるなど特

徴的な変化を示した．

 2）Hemangioblastoma 3例ではGM3， GM2

が検出されず，組織学的に近接しているheman−

gioblastic meningiomaの1例とは大きく異なっ

た変化をみた．

 3）Metastatic tumor 3例のガソダリオシドの

変化に共通性は見られなかった．

 稿を終えるにあたり，御指導，御校閲を賜りました

薬理学教室野本照子教授に深く感謝いたします．御校

閲いただきました脳神経センター所長丸山勝一教授，

脳神経外科加川瑞夫教授に御礼申し上げます．また，

直接御世導いただきました薬理学教室藤井恵美子講

師をはじめ薬理学教室の諸君生方，ならびに御校閲と

助言を賜りました脳神経外科学教室久保長生助教授

に心より感謝致します．

         文  献

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一33一

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