名大ら,X線のDNA損傷を金ナノ粒子が増強と確認

名古屋大学,産業技術総合研究所,愛知県がんセンター,量子科学技術研究開発機構,北里大学,広島大学は,放射線治療の高エネルギー MV X線照射によって生じるDNA損傷に対して,プラスに帯電した金ナノ粒子の増強効果を明らかにした(ニュースリリース)。

高エネルギーMV X線は,放射線治療で最もよく使われる放射線の一つであり,体内の奥深くにあるがんに対して集中して照射することができる。

これにより,正常組織の障害を最小限にとどめながら,がんに対して高い治療効果を得ることができる。しかし,がんへの投与線量は,正常組織への障害が投与の限界となり,治療効果は必ずしも十分でない場合がある。そこで治療時にがん細胞の放射線への感受性を高め,さらに治療効果を増強する薬剤の開発が待たれていた。

ナノテクノロジーの進展を背景に,金ナノ粒子が有望な放射線併用薬剤の候補の一つと考えられている。金はX線を吸収し,電子を発生させて線量を増幅するとともに,活性酸素による放射線の間接作用の増強に寄与する。しかし,従来は,十分な治療効果の増強を得るのに,高濃度の金ナノ粒子を必要とするため,臨床応用への課題となっていた。

研究では,治療用X線照射によって生じたDNA損傷をDNA電気泳動法で高感度に調べ,プラスおよびマイナスに帯電した金ナノ粒子による増強効果の違いを調べた。その結果,プラスの金ナノ粒子のみが,少量でもDNA損傷(一本鎖および二本鎖切断)に対して有意な増強効果を示した。

一方で,マイナスの金ナノ粒子も,放射線によって生じる活性酸素種は同様に生成していることが分かった。これにより,プラスの金ナノ粒子がマイナスのDNAに結合することで,低い薬剤濃度でも効果的に増強している可能性が示唆された。

この研究成果は,金ナノ粒子の用量低減に向け解決の糸口となり,さらに治療効果を高めるがん放射線治療用薬剤の開発に寄与すると期待されるもの。また,ナノ粒子の電気的な性質を変えることで,広くがん放射線治療の効果増強に適用できる可能性を示すことができたため,研究グループでは,さらなる応用が期待されるとしている。

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