近藤 隆

Takashi KONDO

富山大学大学院医学薬学研究部

Graduate School of Medicine and Pharmaceutical Sciences, University of Toyama

キーワード :

超音波は診断のみでなく，機械的作用や熱的作用を利用してがん治療にも用いられている．超音波による温熱療法装置は病巣を加温することで温熱治療に用いられており，また集束超音波は超音波を集中させることによる高温を利用し前立腺がんや乳がんの治療に用いられている．温熱によるがん細胞死誘導のメカニズムの一つとしてリン酸化ヒストンH2AXフォーカス形成に示されるDNA損傷が注目されている．温度上昇が十分な超音波照射条件下では熱作用によりDNA損傷を引き起こすことが考えられるが，温度上昇が十分ではない場合，キャビテーションにより生成するフリーラジカルの影響を含めて，超音波が直接細胞内のDNAに与える影響は明らかではない．本研究ではフォーカス形成を中心に，超音波のDNA損傷誘発機構に関して調べ，放射線および温熱のそれらと比較検討した．
【方法】
ヒトリンパ腫細胞株，U937を主として用い，周波数1 MHz，PRF 100 Hz，DF 10％の条件でSonicmaster ES-2 （OG Giken Co., Ltd., Okayama, Japan）を用い照射した．陽性対照としてＸ線照射や温熱処理を用いた．フォーカス形成を特異的抗体による免疫染色法，フローサイトメトリー法，ウエスタンブロット法にて検討した．DNA損傷を中性コメット法による電気泳動度を指標として検討し，また修復タンパクの核局在を免疫染色法にて検討した．キャビテーション指標としてHO・の産生を利用し，DMPOを用いたEPR-スピン捕捉法にて検討した．
【実験結果】
超音波が放射線や温熱と同様，処理後30分の細胞において照射強度・時間依存的にフォーカスを誘導し，コメットアッセイ法においてもDNA損傷が検出された．亜酸化窒素でキャビテーション最終崩壊温度を下げると超音波によるフォーカスは認められず，細胞死も有意に抑制された．一方でDMSOやNACを用いて細胞内外のROSの産生を抑制しても，有意な抑制はなかった．同様の細胞死水準で，超音波誘発HO・生成量は放射線に比べて少なかった．
【まとめ】
温度上昇を伴わない低強度パルス（バースト波）超音波が，キャビテーションによる機械的作用によりDNA損傷（二本鎖切断）を引き起こすことが明らかとなった．従って，温度上昇を抑えた，キャビテーションしきい値以下では，DNA損傷を指標にした場合，超音波は安全と言える．本発表では修復に関して比較した結果についても述べる．