医 におけるがん幹 を とした 射 に向けた基

射

Radiation Biology Research Communications 55(4), 342-354, 2020

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Review

医 におけるがん幹 を とした 射 に向けた基

北海道大学附属動物医療センター

¹

、 北海道大学獣医学研究院獣医外科学教室

²

、 ・

北海道大学獣医学研究院放射線学教室

³

出口 辰弥

^1*

、細谷 謙次 、安井 博宣

³

、稲波 修

³

、奥村 正裕

²

2020

年

10

月

12

日掲載決定

Basic research of radiation therapy targeting cancer stem-like cells in veterinary field

1

Veterinary Teaching Hospital, Graduate School of Veterinary Medicine, Hokkaido University,

²

Laboratory of Veterinary Surgery, Graduate School of Veterinary Medicine, Hokkaido University,

³

Laboratory of Radiation Biology, Graduate School of

Veterinary Medicine, Hokkaido University, Tatsuya Deguchi

^1*

, Kenji Hosoya

¹

, Hironobu Yasui

³

,

Osamu Inanami

³

, Masahiro Okumura

²

(Accepted for publication 12 October 2020)

医 、 医 において に対する 射 は な役割を たし、体への 担が少ない な である。 射 はほとんどの患 において、初 は 好な反応を すが、いずれは

の再増大を め、 には できず に ることが問 となっている。 の再増大は、

内に 射 抵抗性の が存在し、 射 後に 存、再増 することが原因と え られる。そのため、それらの 射 抵抗性 を同定し、 することが たな 射 戦

*

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10

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として まれている。がん幹

Cancer stem-like cells CSC

は、がん の中で 常に少 ない 団であるにも わらず、 射 に抵抗性を す。しかし、分 が困 であることから 医 域における

CSC

の 射 感受性についての情報は 定 であった。 らは の か

ら

Sphere formation

を いて分 した コロニーの

SC について、 常 件の

培

の

AC

と した。SCは、ACと して

CSC

の形 である

CD133

を始めとした幹 マーカーを しており、X 下において

SC

は

AC

と して い 存 を し、X

後の

DNA

の 傷 が少ない となった。これらから、SCが

CSC

の形 および 射 抵抗 性を する

CSCモデルとして した

であることが 唆され、 の において、CSCsが 射 感受性を 定する な因子であることが された。さらに、CSCs の 射 抵抗性の の ため、SCの

X

射 におけるトコンドリアの 子伝 への反応を 価した。SCは、ACと

して

X

射後、ROS、 、および

ATP

が 意に増加した。以上のことから、

常がん と して

CSC

は、X 射 にミトコンドリアの 子伝 をより亢 している ことが された。 医 における

CSC

の分 ならびに は、今後の

CSC

を 射 増感 とす る に寄与すると えられる。

キーワード がん幹 、 射 、イヌ、ミトコンドリア代

Radiation therapy is an effective treatment modality for human and animal cancer patients.

Tumors in most patients recur and re-grow after radiation therapy, even after a good response at

the first attempt. It is necessary to analysis biological factors related to radiosensitivity in tumors

and identify mechanism of these factors will contribute to the improvement of radiation therapy

outcome. It has been reported that cancer stem-like cells (CSCs) could be identified as a small

subpopulation and have been thought to be resistant to radiation therapy, and their survival after

therapy could be linked to recurrence. However, the difficulty in isolating CSCs and lack of

knowledge on their radiosensitivity have limited this kind of research in veterinary medicine. In

our study, spheroid cells (SCs), cultured using sphere formation method, were isolated from four

type of canine tumor cell lines and determined if they have CSCs-like properties. All SCs were

isolated by using sphere formation and showed high CD133 expression compared to adherent cells

(ACs). All SCs were significantly resistant against X-ray irradiation compared to ACs. In addition,

the amount of DNA double strand breaks after X-ray irradiation were significantly lower in SC

compared to the corresponding ACs. These results showed that SCs isolated via sphere formation

possess CSCs-like characteristics and CSCs are important factor that affect radiosensitivity in

canine tumors. In addition, for investigation of difference in radio-sensitivity between SCs and

their parental ACs, the mitochondrial function was evaluated. SCs have high ability for