Title
Synergistic suppression of azoxymethane-induced foci of colonic
aberrant crypts by the combination of β-carotene and perilla oil
in rats( 内容の要旨(Summary) )
Author(s)
小牧, 千人
Report No.(Doctoral
Degree)
博士（医学）乙 第1155号
Issue Date
1998-03-04
Type
博士論文
Version
URL
http://hdl.handle.net/20.500.12099/15112
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氏名 (本籍) 学位の種類 学位授与番号 学位授与日付 学位授与の要件 学位論文題目 審 査 委 員 小 牧 千 人(岐阜県)
博 士(医学)
乙第 1155 号 平成10 年 3 月 4 日 学位規則第4条第2項該当Synergistic suppression ofazoxymeth･ane-inducedfociofco(onic
aberrant crypts bythe combination ofβ-CarOtene and periJla oiJin
rats (主査) (副査) 教授 佐 治 重 豊
隆樹
久秀 脇 森森 授 授 教 教 論文内容の要旨 近年,我が国で増加傾向にある大腸癌に対する発癌予防の試みは重要な課題である｡n-3系多佃不飽和脂肪酸 は有望な発癌予防物質の1つであり,これまで我々は植物性n-3系多価不飽和脂肪酸であるα-リノレン酸(C18‥3 n-3)を豊富に含むシソ油を剛､,ラット大腸癌のイニシエーション段階における抑制効果を報告した｡-一方で, 大腸発癌抑制作用を持つ可能性のある他の物質としてβ一カロテン(BC)が挙げられる｡その効果については, 中国でのBC,α-トコフェロール,セレニウムを用いた臨床介入試験で食道癌と胃癌の発生率の低下が見られた 一方,フィンランドでの喫煙男性に対するBCあるいはα-トコフェロールを剛､た臨床試験では肺癌の発生率の 低下が認められなかったなど相反する結果が報告されておりその評価は未だ定まっていない｡しかし幾つかの動 物実験てBCは大腸発癌の予防因子として報告されており,依然として発癌の化学予防物質として重要なものの1 っである｡従って,n-3系多価不飽和脂肪酸とBCを併用することによりt より強力な大腸における発癌抑制効果 が得られるかどうかは非常に興味深いことであり,その臨床応用に向って重要な知見を提供するものと考えられ る｡ Aberrantcryptfoci(ACF)は.1987年Birdらによりラットの大腸において見出されて以来.ヒトの大腸に も検出され,大腸の前療病変であり大腸発癌の有用なintermediate biomarkerとして注目されている｡また, ラットやヒトのACFの発生にはt cjosやrasの変異が関与しているといわれている｡さらにACFは,大腸発癌に おける抗発癌薬のスクリーニングに有用であるといわれている｡ そこで申請者らは,シソ油とBCの併用が大腸発癌のイニシエーション段階において相加的に,あるいは相乗 的に働くのかを.ラット大腸ACFを用いて検討した｡ 対象および方法 140匹の5週齢雄性F344系ラットを10匹ずつ14群に分け,1∼7群のラットには6適齢より発癌物質 azoxymethane(AOM)15mg/kg体重を1週間に1鼠3週間皮下注射した｡8∼14群はAOM非投与群とした0第 1群,第8群は12%オリーブ油投与艶第2群.第9群は12%オリーブ油+BC50mg/kg体重/日投与群,第3群,第 10群は12%オリーブ油+BC200mg/kg体重/日投与群,第4群,第11群は3%シソ油+9%オリーブ油投与艶 第5 群,第12群は3%シソ油+9%オリーブ油+BC50曙/短体重/日投与群,第6群,第13群は12%シソ油投与群,第 7艶第14群は12%シソ油+BC50mg/kg体重/日投与群で.AOM投与1週間前より試験食投与を開始した｡ラッ トはt最初のAOM皮下注射から4週間後にすべて剖検した｡各グループの大腸を以下に示す項目について検討 した｡(1)ACFの同定:ラット大腸をBirdらの方法に準じ,0.2%メチレンブルー生理食塩水溶液で染色した｡ 大腸あたりのACF数,1つのfocusあたりのaberrantcrypts数を鏡検し,測定した｡ACFの判定基準として,正 常の腺窟と比較し,1)サイズが大きいこと,2)上皮が厚いこと,3)腺高周囲が増殖していることを採用した｡ (2)AgNORscount測定:大腸を10%ホルマリン緩衝液で固定した後,銀染色した｡Crypt頂上から底部まで完 全に確認できるものを20個ずつ選び計測した｡(3)Northernblot:ChomczynskiとSacchiの方法に準じ大腸粘 膜よりRNAの抽出をおこない,hybridizationにば2Pでラベルしたと卜c-H-raSprObeを剛､た｡(4)BCとレチ ノイドの定量:BCとレチノール,レチニールエステル濃度をHPLCを用い,血清,肝胤 大腸粘膜で測定した｡ BCの抽出と定量はSchmitzらの方法に準じて行った｡ 結果と考察 BC単独投与(シソ油非投与)の効果についてはt12%オリーブ油群においてBC非投与群に比し,大腸あたり のACF数,aberrantcrypts数は各々50mgBC群で74.5%,70.0%,200mgBC群で51.0%,58･7%とBC投与量依存 性に有意な(P<0.01)抑制が得られた｡また,BCの腫瘍発生抑制効果には50叩/kg体重/日投与で充分と思わ れた｡またBC非投与群に比し,BC50mg/kg体重/日投与群でACF数,aberrant crypts数は3%シソ油+9%オー175-リープ油投与群で30.6%,27.1%(各P<0.01),.12%シソ油投与群で4臥0%(NS).49.3%(P<0.05)と抑制が 得られた｡したがってBCは飼料中の油脂の種類にかかわらずラット大腸のACFを抑制した｡ シソ油単独投与(BC非投与)の効果につ.いては,ACF数,aberrant crypts数は各々12%オリーブ油群に比
し,3%シソ油+9%オリーブ油群で42.0兎,39.0%,12%シソ抽群で18.4%,14.9%とシソ油投与量依存性に有
意な(P<0.01)抑制が得られた｡またシソ油はBC50ng/kg体重/日投与群間においても12%オリーブ油+BC 50喝/短体重/日投与群に比し,3%シソ抽+9%オリーブ油+BC50吋/短体重/日投与群で17.5%,15.1‰12 %シソ油+BC50mg/kg体重/日投与群で12.1%.10.5%とシソ油投与量依存性に有意な(各P<0.01)抑制が得 られた｡したがってシソ油はBC投与の有無にかかわらずラット大腸のACFを抑制した｡ 更にシソ油とBCの併用効果については.3%シソ油+9%オリーブ油艶12%シソ油群で50ngBCを併用投与す ると,ACF数,aberrant crypts数は各々12%オリーブ油掛こ比し.12.9%,10.6%および8.9%,7.3%と相乗的 抑制効果が得られた｡この結果から臨床応用において,BCの併用により.少量のシソ抽でのより強力な効果が 期待できる可能性が示唆された｡これらの抑制勒果は.あらゆるサイズのACFも数が減少しており,いかなる 大きさのACFにもおよんでいることを示唆した｡ 大腸粘膜AgNORscountは12%オリーブ油群においてBC非投与群に比し.BC投与群では有意に減少し,TuS mRNAの発現はシソ油とBCの併用により抑制された｡こうした結果からシソ油とBCの併用によりS期にある細 胞が減少し,AOMからのDNAダメージを防いだ可能性も考えられる｡ BC投与により投与量依存性のBC濃度の上昇が大腸粘膜,血鳳 肝で認められた(大腸粘膜ではBC50皿g/kg体 重/日投与で4.60nmol/g,200喝/短体重/日投与で35.1nm01/g)｡しかし,レチノールやレチニールエステ ルの濃度に有意な増加は認められなかった｡BC投与量依存性に有意なACFの抑制が得られた一方で,組織中レ チノイドに有意な増加がなかったことは,BC分子そのものがレチ/イドに変換されず,ACFの発育を抑制する 可能性を示唆するものと思われる｡実際,これまでの教室におけるマウス皮膚papillomaモデルを用いた研究で もレチノイドに変換されることなくBCそのものが抗腫瘍発生的に作用することが示唆されている｡BCの作用と してアデニール酸シクラーゼ活性を減少させること,COnneXir143遺伝子を誘導することによりgap junction communicationを促進すること,DNAのadduct formationを抑制すること.腫瘍プロモーターによる細胞骨格 蛋白の過燐酸化を抑制することなどが報告されている｡ 一方,n-3系多価不飽和脂肪酸の抗発癌効果のメカニズムはこうしたBCの効果と全く異なるものである｡n-3 系多価不飽和脂肪酸の作用メカニズムの一つとしてプロスタグランジン合成の抑制が考えられる｡n-3系多価不 飽和脂肪酸は.大腸発癌のプロモーター作用を持っといわれるPG臨を含む第2系列のプロスタノイドの生成を抑 制することは知られており.実際我々の以前の研究でも大脇粘膜のPG臨濃度がシソ油の経口投与により減少す ることは立証されている｡またn-3系多価不飽和脂肪酸の他の作用メカニズムとして細胞膜における脂肪酸組成 の変化が考えられる｡細胞膜でのn-3系多価不飽和脂肪酸とn-6系多価不地軸脂肪酸の比率の変化により膜そのも のの機能や,例えばepidermalgrowth factor受容体のような細胞膜レセプターの機能に影響を与え,･成長因子 や発癌物質に対する感受性が変化する可能性も推測される｡ 以上のようにBCとn-3系多価不飽和脂肪酸は異なるメカニズムで効果を発揮することがその併用による大腸A CFの相乗的抑制効果の説明になると思われる｡ 本研究は,植物性n-3系多価不飽和脂肪酸であるα-リ/レン酸を豊富に含むシソ抽と,β-カロテンがその併用 により相乗的にラット大腸発癌の早期のbiomarkerであるACFの発生を抑制することを立証したものである｡3 %のシソ油に50喝/短体重/日のβ-カロテンといういずれも比較的少ない量でも充分な抑制効果が得られるこ とが確認され,今後,臨床応用できる可能性が強く示唆された｡ 論文辛査の結果の要旨 申請者 小牧千人は,ラットazoエアmethane誘発性大腸aも8rr8nt Crアptモデルを用いて,とくにイニシエーショ ン段階において,シソ油とβ-カロテンの併用が相乗的に発癌抑制効果をもつことを証明し,またそのメカニズ ムについて考察を加えた｡さらに,大腸発癌の予防にシソ油およぴβ一カロテンが今後,臨床応用できる可能性 を示した｡ これらの新知見は,消化器腫瘍学の進歩に少なからず寄与するものと認める｡ [主論文公表誌]Synergisticsuppression of azoxymethane-induced fociofcolonicaberrant crypts by thecombination of
β-CarOteneand perilla oilin rats
平成8年発行 Carcinogenesis17(9):1897∼1901
