【論文】肝細胞癌ラットモデルにおけるフアイア抽出物のP53発現抑制を介した腫瘍発生抑制効果
フアイア抽出物はP53発現の抑制を介し、ラットの化学的肝障害保護および肝細胞癌の発生を抑制する。
対象論文
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和訳タイトル |
フアイアの抗癌効果とP53発現抑制との関連 |
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英題 |
Anticancer effects of Huaier are associated with down-regulation of P53 |
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発表年 |
2011年 |
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筆頭著者 |
Xiao Xu |
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責任著者 |
Shusen Zheng |
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発表学術誌 |
Asian Pacific Journal of Cancer Prevention(アジア太平洋がん予防機構の公式ジャーナルであり、がんの予防や生理活性成分を含む治療介入に関する研究をカバーする査読付き国際学術誌である。) |
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DOI |
10.22034/APJCP.2011.12.9.2251 |
研究の信頼性チェック(PICO)
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P (Patient/Problem) |
SD系 雄性ラット(体重100〜150g、計75匹)、ジエチルニトロサミン(DEN)誘発性肝細胞癌および化学的肝障害モデル |
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I (Intervention) |
①予防的介入(グループC):0.01% DEN水溶液の自由飲水と同時に、フアイア抽出物(Huaier)水性エキス(1:1希釈)を2 mL/匹/日の用量で15週間連続経口胃ゾンデ投与。 ②治療的介入(グループE):15週間のDEN投与終了後、フアイア抽出物水性エキス(1:1希釈)を2 mL/匹/日の用量で6週間連続経口胃ゾンデ投与。 |
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C (Comparison) |
①正常対照(グループA):生理食塩水2 mL/匹/日を15週間連続経口胃ゾンデ投与。 ②癌誘発対照(グループB):0.01% DEN水溶液を15週間自由飲水(フアイア非投与)。 ③治療期対照(グループD):15週間のDEN投与終了後、生理食塩水2 mL/匹/日を6週間連続経口胃ゾンデ投与。 |
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O (Outcome) |
①肝細胞癌の発生率、総腫瘍数、平均腫瘍数、総腫瘍直径、平均腫瘍直径。 ②血清ALT活性(U/L)、血清および組織中AFP濃度(ng/mL)。 ③肝組織におけるP53 mRNA発現レベル。 ④治療期における長期生存率。 |
試験デザインとサンプル数
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研究デザイン |
in vivo 制御されたランダム化比較動物実験(対照群比較あり) |
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サンプルサイズ |
初期総数75匹(各群15匹)。 実験中の手技に伴う死亡(計20匹)を除く最終解析対象:グループA(n=15)、グループB(n=8)、グループC(n=11)、グループD(n=10)、グループE(n=11)。 動物種:SD系 雄性ラット。 |
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研究期間 |
予防的介入・癌誘発期間:15週間。治療的介入・観察期間:6週間。 |
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統計解析 |
データの表記:平均値 ± 標準偏差(SD)。 群間比較:Student's t-test(一変量解析)。 有意水準:P<0.05。 解析ソフト:SPSS Windows版 version 11.0。 |
結果の詳細
【化学的肝発がんモデルにおける体重および臓器重量への影響】
ジエチルニトロサミン(DEN)の投与により、ラットの体重は著しく減少した。
正常対照群(グループA)の平均体重が421.7±3.41gであったのに対し、DEN投与群(グループB)は188.9±12.6g、DENとフアイア抽出物(Huaier)を同時投与した群(グループC)は186.8±25.6gであり、正常対照群と比較して両群ともに有意に減少した(P<0.01)。
一方、肝重量においては、グループAが13.65±0.15g、グループBが14.5±1.32g、グループCが13.4±2.05gであり、3群間に統計学的な有意差は認められなかった(P>0.05)。
しかし、肝重量の対体重比(%)を算出すると、グループAの3.24±0.06%に対し、グループBは7.87±1.01%、グループCは7.13±0.25%となり、正常対照群と比較して有意な上昇が確認された(P<0.01)。
なお、グループBとグループCの間には、体重、肝重量、および肝重量対体重比のいずれにおいても有意な差は認められなかった(P>0.05)。
【フアイア抽出物併用による肝細胞癌の発生率および腫瘍数の抑制効果】
Xu氏ら(2011)の研究チームがAsian Pacific Journal of Cancer Preventionで発表した検証によると、15週間の観察期間において、DENのみを投与したグループBでは肝細胞癌の発生率が100%(8匹中8匹)に達した。
これに対し、フアイア抽出物を同時投与したグループCでは、発生率が54.5%(11匹中6匹)にまで有意に低下した(P<0.05)。
また、確認された総腫瘍数についても、グループBの16個に対してグループCでは8個と、有意な減少が示された(P<0.05)。
肝細胞癌に罹患したラット1匹あたりの平均腫瘍数は、グループBが2.00個、グループCが1.33個であった。
総腫瘍直径はグループBが10.7cm、グループCが7.80cmであり、平均腫瘍直径はグループBが0.67±0.31cm、グループCが0.98±0.37cmであった。
【血清および組織中における腫瘍マーカーAFP値の動態】
血清中のアルファフェトプロテイン(AFP)濃度は、正常対照群(グループA)で19.0±1.74ng/mLであった。
これに対し、DEN投与群(グループB)では40.0±3.47ng/mL、フアイア抽出物同時投与群(グループC)では28.0±2.52ng/mLとなり、グループBおよびグループCは、グループAと比較して有意に高い値を示した(P<0.05)。
一方で、肝細胞癌組織、隣接組織、および肝硬変組織における組織中AFP濃度を測定したところ、グループBではそれぞれ68.5±1.84ng/mL、69.17±12.9ng/mL、73.6±7.61ng/mLであった。
これに対し、グループCではそれぞれ60.1±5.23ng/mL、52.4±3.60ng/mL、71.29±7.54ng/mLであり、組織中のAFP濃度においてはグループBとグループCの間で統計学的な有意差は認められなかった(P>0.05)。
【血清ALT活性の測定による肝細胞保護効果の検証】
肝細胞障害の指標である血清アラニンアミノトランスフェラーゼ(ALT)活性は、正常対照群(グループA)で65.67±5.24U/Lであった。
これに対し、DENを投与したグループBでは221.20±14.20U/Lと、有意に上昇した(P<0.01)。
しかし、フアイア抽出物を同時投与したグループCでは、血清ALT活性が155.67±12.14U/Lに抑えられ、グループBと比較して有意な低下が認められた(P<0.05)。
この結果は、フアイア抽出物が化学物質による急性および慢性の肝細胞障害を軽減し、肝細胞膜の安定化に寄与している可能性を示唆している。
【肝組織におけるがん抑制遺伝子P53 of mRNA発現変化】
リアルタイムPCR法を用いた解析の結果、正常対照群(グループA)と比較して、DENを投与したグループBでは肝組織中のP53 mRNA発現レベルが有意に増加した(P<0.01)。
これに対し、フアイア抽出物を同時投与したグループCでは、グループBと比較してP53 mRNAの発現レベルが23.2%有意に減少した(P<0.05)。
このP53発現の低下は、フアイア抽出物の抗炎症作用や抗線維化作用によって肝細胞へのストレスやDNA損傷自体が軽減され、結果として野生型P53の過剰な代償性上昇が抑制されたためと考えられる。
【肝細胞癌確立後の治療介入における生存率の比較】
15週間のDEN投与により肝細胞癌を確立させた後、生理食塩水を投与した対照群(グループD)とフアイア抽出物を投与した治療群(グループE)の間で、生存率の比較が行われた。
観察開始から2週間後の生存率は、グループDが30%であったのに対し、グループEは40%であった。また、3週間後の生存率はグループDが20%に対し、グループEは40%であった。
これらの生存率において、グループDとグループEの間に統計学的な有意差は認められなかった(P>0.05)。
この結果は、すでに形成された進行期の肝細胞癌に対しては、フアイア抽出物の単独投与による生存期間延長効果は限定的であることを示唆している。
獣医療への応用可能性と専門的考察
【臨床現場での活かし方】
フアイア抽出物は進行した肝細胞癌の直接的な治療薬としてではなく、慢性肝障害から肝硬変、さらには肝細胞癌へと進行する病態を阻止するための肝保護アジュバントとして有用であることが示唆されている。
犬の慢性活動性肝炎や猫の胆管肝炎など、持続的な炎症と線維化を伴う病態において、従来の肝保護剤であるウルソデオキシコール酸やシリマリン、S-アデノシルメチオニン(SAMe)などと併用することで、肝細胞の微小環境における炎症を制御し、発がんリスクを低減させる補助療法としての活用が期待される。
特に、外科的切除が困難な多中心性やびまん性の肝腫瘍、あるいは高齢や合併症により積極的な抗がん剤治療や外科手術を選択できない症例において、科学的根拠に基づいたセーフティネットとしてQOLの維持や病態進行の遅延を目的に導入を検討する価値があると考えられる。
【既存治療との比較】
従来の獣医療における肝保護治療は、主に抗酸化作用や胆汁排泄促進を目的とした薬剤が主流であり、発がんシグナルや遺伝子発現レベルでの制御を狙った選択肢は限られていた。
本研究で示されたフアイア抽出物によるALT活性の有意な低下(221.20U/Lから155.67U/Lへの改善)は、既存の肝保護成分と同様に、肝細胞膜の安定化と再生促進に寄与していることを示している。
さらに、がん抑制遺伝子であるP53の過剰なストレス応答を23.2%抑制するという分子生物学的なアプローチは、単なる代謝改善にとどまらず、慢性炎症に伴うゲノム不安定性を緩和するという点で、既存の治療薬にはない独自の作用機序を有していると考えられる。
【研究の限界(Limitation)と批判的吟味】
本研究は化学物質であるDENを用いて急速に誘発されたラットの人工的な肝発がんモデルであり、犬や猫で自然発生する多要因かつ長期的な肝細胞癌の病態にそのまま外挿することには慎重であるべきである。
また、すでに肝細胞癌が形成された後の段階(グループDとEの比較)では、フアイア抽出物の投与による生存率の有意な改善が見られなかったことから、確立された巨大な腫瘍を退縮させる直接的な抗腫瘍効果は期待しにくいという限界がある。
読者のためのミニ用語集
- フアイア:学名をTrametes robiniophila Murrとする薬用キノコであり、その抽出物には多糖類や糖タンパク質などの生理活性成分が豊富に含まれ、抗腫瘍作用や免疫調節作用、肝保護作用を持つことが知られている。
- ジエチルニトロサミン(DEN):強力な肝毒性および発がん性を持つ化学物質であり、実験動物において急性・慢性の肝障害、肝硬変、および肝細胞癌を再現性高く誘発するためのモデル作成に広く用いられる。
- P53:ゲノムの守護者とも呼ばれる代表的ながん抑制遺伝子であり、DNA損傷や細胞ストレスを感知して細胞周期の停止やアポトーシスを誘導するが、慢性的な炎症環境下では過剰なストレス応答により発現が代償性に上昇することがある。
- アルファフェトプロテイン(AFP):胎児期に産生される糖タンパク質であり、成体では肝細胞癌や肝再生、慢性肝炎などの病態において血中濃度が上昇するため、肝腫瘍の診断や経過観察における重要な腫瘍マーカーとして利用される。