JP5747183B2 - 抗癌剤 - Google Patents
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Description
[1]グルタミン酸及びアスパラギン酸を有効成分として含有する抗癌剤。
[2]各有効成分のモル比率が、グルタミン酸:アスパラギン酸=1〜10:1〜10である、[1]に記載の抗癌剤。
[3]各有効成分のモル比率が、グルタミン酸:アスパラギン酸=1〜2:1〜2である、[1]に記載の抗癌剤。
[4]グルタミン酸の濃度が1〜120mM、かつ、アスパラギン酸の濃度が1〜120mMの液剤である、[1]に記載の抗癌剤。
[5]グルタミン酸、アスパラギン酸、及び、ナトリウム塩を有効成分として含有する抗癌剤。
[6]ナトリウム塩は塩化ナトリウムである、[5]に記載の抗癌剤。
[7]各有効成分のモル比率が、グルタミン酸:アスパラギン酸:ナトリウム塩=1〜10:1〜10:4〜40である、[5]又は[6]に記載の抗癌剤。
[8]各有効成分のモル比率が、グルタミン酸:アスパラギン酸:ナトリウム塩=1〜2:1〜2:4〜8である、[5]又は[6]に記載の抗癌剤。
[9]グルタミン酸の濃度が1〜7mM、アスパラギン酸の濃度が1〜7mM、かつ、ナトリウム塩の濃度が1.5〜18mMの液剤である、[5]又は[6]に記載の抗癌剤。
[10]グルタミン酸、アスパラギン酸、ナトリウム塩、及び、カルシウム塩を有効成分として含有する抗癌剤。
[11]ナトリウム塩は塩化ナトリウムであり、カルシウム塩は塩化カルシウムである、[10]に記載の抗癌剤。
[12]各有効成分のモル比率が、グルタミン酸:アスパラギン酸:ナトリウム塩:カルシウム塩=1〜10:1〜10:4〜40:1〜10である、[10]又は[11]に記載の抗癌剤。
[13]各有効成分のモル比率が、グルタミン酸:アスパラギン酸:ナトリウム塩:カルシウム塩=1〜2:1〜2:4〜8:1〜2である、[10]又は[11]に記載の抗癌剤。
[14]グルタミン酸の濃度が1〜7mM、アスパラギン酸の濃度が1〜7mM、ナトリウム塩の濃度が1.5〜18mM、かつ、カルシウム塩の濃度が0.3〜3000μMの液剤である、[10]又は[11]に記載の抗癌剤。
[15]癌が、肝癌、大腸癌、又は膵癌である、[1]〜[14]に記載の抗癌剤。
[16](A)[1]〜[14]に記載の抗癌剤と、(B)油性造影剤と、を含む、肝動脈化学塞栓療法用キット。
なお、グルタミン酸及び/又はその塩には、水和物の形態のものも含まれる。また、グルタミン酸及び/又はその塩は、D体、L体及びDL体のいずれであってもよい。
液剤におけるグルタミン酸の濃度としては、生体内で癌細胞の増殖を有効に抑制し、かつ副作用を少なくするという観点から、1〜120mMであることが好ましく、1〜100mMであることがより好ましく、15〜30mMであることがさらに好ましい。
なお、アスパラギン酸及び/又はその塩には、水和物の形態のものも含まれる。また、アスパラギン酸及び/又はその塩は、D体、L体及びDL体のいずれであってもよい。
液剤におけるアスパラギン酸の濃度としては、生体内で癌細胞の増殖を有効に抑制し、かつ副作用を少なくするという観点から、1〜120mMであることが好ましく、1〜100mMであることがより好ましく、15〜30mMであることがさらに好ましい。
液剤におけるグルタミン酸の濃度としては、癌細胞の増殖を有効に抑制し、かつ副作用を少なくするという観点から、1〜7mMであることが好ましく、2〜5mMであることがより好ましく、3〜4mMであることがさらに好ましい。
液剤におけるアスパラギン酸の濃度としては、癌細胞の増殖を有効に抑制し、かつ副作用を少なくするという観点から、1〜7mMであることが好ましく、2〜5mMであることがより好ましく、3〜4mMであることがさらに好ましい。
液剤におけるナトリウム塩の濃度としては、抗癌剤の癌細胞増殖抑制活性を促進させるという観点から、1.5〜18mMであることが好ましく、6〜18mMであることがより好ましく、12〜18mMであることがさらに好ましい。
液剤におけるカルシウム塩の濃度としては、抗癌剤の癌細胞増殖抑制活性を促進させるという観点から、0.3〜3000μMであることが好ましく、30〜3000μMであることがより好ましく、300〜3000μMであることがさらに好ましい。
また、本実施形態に係る抗癌剤の剤形としては、例えば、注射剤(皮下注射剤、皮内注射剤、静脈内注射剤、筋肉内注射剤、及び腹腔内注射剤等)、外用剤(経皮製剤、及び軟膏剤等)、外用液剤(注入剤、湿布剤、及び塗布剤等)、及び徐放性製剤(徐放性マイクロカプセル等)等が挙げられる。
さらに、本実施形態に係る抗癌剤をコラーゲン、ゼラチン、ポリ乳酸、及びポリグリコール酸等の生体吸収性高分子のハイドロゲル又はマイクロカプセル中に封入し、これを皮下、臓器内、筋肉、又は腹腔等の局部に注射又は埋め込む等して用いることも可能である。
また、本実施形態に係る抗癌剤を適用する動脈化学塞栓療法としては、特に制限されないが、例えば、肝動脈化学塞栓療法、及び子宮動脈化学塞栓療法が挙げられる。この中でも、癌細胞の増殖を有効に抑制し、かつ、副作用が少ないという観点から、本実施形態に係る抗癌剤を肝動脈化学塞栓療法用の抗癌剤として用いることが好ましい。
なお、肝動脈化学塞栓療法とは、肝臓癌に対して、腫瘍を栄養している肝動脈に抗癌剤、油性造影剤及び塞栓物質を注入し、栄養動脈を塞栓することにより、選択的に肝細胞癌を壊死に導く治療法である。
<試薬>
マイトマイシンC(ナカライテスク)、シスプラチン(和光純薬工業)、3−(4,5−Dimethylthial−2−yl)−2,5−Diphenyltetrazalium Bromide(MTT)(ナカライテスク)、Sulforhodamine B(SRB)(シグマアルドリッチ)、Trichloroacetic acid(TCA)(ナカライテスク)、L−グルタミン酸(和光純薬工業)、L−アスパラギン酸(和光純薬工業)、塩化ナトリウム(ナカライテスク)、及び塩化カルシウム(ナカライテスク)を用いた。
また、以下でEDSCAとはグルタミン酸(3mM)、アスパラギン酸(3mM)、塩化ナトリウム(12mM)、かつ、塩化カルシウム(3mM)の混合物をいう。
HepG2(肝癌)(理化学研究所;以下RIKENと略記)、HLE(肝癌)(ヒューマンサイエンス研究資源バンク;以下JCRBと略記)、A549(肺癌)(RIKEN)及びMIA PaCa−2(膵臓癌)(JCRB)は10%血清含有DMEM培地、Huh−7(肝癌)(東北大学加齢医学研究所;以下TKGと略す)、MCF−7(乳癌)(TKG)、DLD−1(大腸癌)(JCRB)、及びB16F1(皮膚癌)(RIKEN)は10%血清含有RPMI培地、HL−60(白血病)(TKG)は10%血清含有IMDM培地でそれぞれ培養した。
ヒト肝癌由来細胞
HepG2(1.5×103cells/90μL/well)、Huh−7(4.5×103cells/90μL/well)、HLE(1.0×103cells/90μL/well)を96穴プレートに播種して24時間培養後、被験物質を終濃度10%になるように加え、48時間作用させた後、MTTアッセイ法により被験物質の癌細胞増殖抑制活性を測定した。MTT標識試薬を10μL/well添加し、CO2インキュベーターにて37℃、4時間培養後、テトラゾリウム塩の分解により生じたフォルマザン色素を可溶化し、マルチウェル分光光度計(ELISAリーダー)で570nmの吸光度を測定した。得られる吸光度は生細胞数に比例するため、吸光度から癌細胞の生細胞数を間接的に評価することができる。ポジティヴコントロールにはマイトマイシンC(MMC)を終濃度0.5μg/mLで用いた。
ラット正常肝細胞の単離はin situコラーゲナーゼ法により行い、単離した細胞を96穴コラーゲンコートプレート(5×104cells/100μL/well)に播種し、5%血清を含むWilliams‘ E培地で一晩培養後、上記と同様の方法で被験物質を作用させ、MTTアッセイ法にて被験物質の細胞増殖抑制活性を評価した。
MCF−7(1.8×103cells/90μL/well)、HL−60(5.0×103cells/90μL/well)、及びA549(1.0×103cells/90μL/well)を96穴プレートに播種し、被験物質を24時間培養後添加し、48時間作用(HL−60のみ96時間)させ、MTTアッセイ法にて評価した。
DLD−1(2.0×103cells/100μL/well)、MIA PaCa−2(2.0×103cells/100μL/well)、及びB16F1(1.5×103cells/100μL/well)を96穴プレートに播種し、上記と同様の方法で被験物質を作用させた後、SRBアッセイ法にて細胞タンパク質含有量に基づき、被験物質の癌細胞増殖抑制活性を測定した。50%TCA溶液を25μL/well添加し、4℃ 1時間インキュベート後、MilliQ水で洗浄・乾燥した。その後0.4%SRB(50μL/well)にて20分染色後、1%酢酸溶液にて洗浄後、10mM Tris溶液にて溶解し、ELISAリーダーで565nmの吸光度を測定した。得られる吸光度は生細胞数に比例するため、吸光度から癌細胞の生細胞数を間接的に評価することができる。
図1は、アラニン(Ala)、グリシン(Gly)、グルタミン酸(Glu)、セリン(Ser)、トレオニン(Thr)、及びアスパラギン酸(Asp)をそれぞれ単独でHepG2に加えた場合の癌細胞増殖抑制活性を、MTTアッセイ法により測定した結果を示したグラフである。上記アミノ酸の濃度を、0.01mM、0.1mM、1mM、2mMとふり、それぞれのアミノ酸の癌細胞増殖抑制活性を測定した。また、ポジティヴコントロールとして、マイトマイシンC(MMC)の濃度を0.5μg/mLとした被験物質をHepG2に加えた場合の癌細胞増殖抑制活性をMTTアッセイ法により測定した。
なお、図1の縦軸は、コントロール(Ctr)においてMTTアッセイ法により定量された生細胞の数を基準(100%)として、各種アミノ酸及びマイトマイシンCをHepG2に加えた場合の癌細胞増殖抑制活性を示したものである。
図2の範囲Aでは、肝癌細胞(HepG2)及び正常肝細胞に、被験物質のグルタミン酸及びアスパラギン酸の濃度を3mMに固定し、含有させる塩化ナトリウムの濃度を1.5〜18mMまで段階的に変化させて加えた場合の、肝癌細胞及び正常肝細胞に対する細胞増殖抑制活性をMTTアッセイ法により測定した結果を示している。
図2の範囲Aのグラフから、含有させるナトリウム塩の濃度を1.5から18mMへと上昇させた場合に、肝癌細胞の細胞増殖が、選択的に、かつ、ナトリウム塩の濃度依存的に抑制されることが分かる。
また、図2の範囲Cでは、肝癌細胞及び正常肝細胞に、被験物質のグルタミン酸、アスパラギン酸、及び、ナトリウム塩の濃度をそれぞれ3mM、3mM、及び、18mMに固定し、含有させる塩化カルシウムの濃度を0.3〜3000μMまで段階的に変化させて加えた場合の、肝癌細胞及び正常肝細胞に対する細胞増殖抑制活性をMTTアッセイ法により測定した結果を示している。
図2の範囲B及びCのグラフから、塩化カルシウムが肝癌細胞の細胞増殖抑制活性を選択的に増強させることが分かる。
図3は、EDSCAの肝癌細胞と正常肝細胞に対する細胞増殖抑制活性と、既存の抗癌剤であるMMC、5−FU、CDDPのそれとを比較したグラフである。ここで、図3の縦軸は、コントロール(Ctr)においてMTTアッセイ法で定量した生細胞の数を基準(100%)として、MMC、EDSCA、5−FU、CDDPの細胞増殖抑制活性を示したものである。
図3から、肝癌細胞に対して、EDSCAはMMC、5−FU、CDDPと比較して優れた癌細胞増殖抑制活性を示すことが分かる。また、CDDPは正常肝細胞に対して、肝癌細胞に対するのと同程度の細胞毒性を有することが分かる。他方、MMC及び5−FUの場合は、正常肝細胞に対する細胞毒性が、肝癌細胞に対する細胞毒性に比べて、若干抑制されていることが分かる。そして、EDSCAでは、正常肝細胞に対する細胞毒性が肝癌細胞に対する細胞毒性と比較してさらに顕著に抑制されていることが分かる。このため、EDSCAによる細胞増殖抑制活性は、MMC、5−FU及びCDDPと比較して、癌細胞選択的に発揮されることが分かる。
図4は、EDSCAのヒト肝癌細胞(HepG2、Huh−7、及びHLE)、ヒト乳癌細胞(MCF−7)、ヒト前骨髄性白血病細胞(HL−60)、及びヒト肺癌細胞(A549)に対する癌細胞増殖抑制活性をMTTアッセイ法により測定した結果を示したグラフである。
また、図5は、EDSCAのヒト大腸癌細胞(DLD−1)、ヒト膵癌細胞(MIA PaCa−2)、及びマウス皮膚癌細胞(B16F1)に対する癌細胞増殖抑制活性をSRBアッセイ法により測定した結果を示したグラフである。
図4より、EDSCAはHepG2と同様に分化型のヒト肝癌細胞株であるHuh−7のみならず、未分化型のHLEに対しても、強い癌細胞増殖抑制活性を有することが分かる。また、図4及び図5より、肝癌以外のいずれの癌細胞株においても、EDSCAは癌細胞増殖抑制活性を有することが分かる。その中でも、ヒト乳癌細胞、ヒト肺癌細胞、ヒト大腸癌細胞、マウス皮膚癌細胞、及びヒト膵癌細胞に対して強い癌細胞増殖抑制活性を有することが分かる。
実験動物は5日間の順化を行ったBalb/c(5週齢、雌)を用いた。また、癌の接種には、マウス大腸癌細胞CT−26をP7まで継代したものを用いた。細胞数が、下記表1に記載の各種薬剤を添加した際に、2.5×105cells/0.1mLになるように調整した。調整した細胞に各種薬剤を添加し懸濁した後、これを剃毛したマウスの腹側面に皮下接種した。癌のサイズは1週間に2回の頻度で縦と横の長さをノギスで測定し、腫瘍の体積を1/2×(長辺×短辺2)として数値化した。
なお、表1中、X×EDSCAとは、グルタミン酸(X×3mM)、アスパラギン酸(X×3mM)、塩化ナトリウム(X×12mM)、かつ、塩化カルシウム(X×3mM)の混合物を意味する。
1.材料及び方法
<試薬>
生理食塩液(株式会社大塚製薬工場)、リピオドール480注10mL(テルモ株式会社)、Tween20(ナカライテスク株式会社)、注射用水(株式会社大塚製薬工場)を用いた。
Slc:JW/CSKウサギ(日本エスエルシー株式会社、SPF)の雌を14週齢で入荷し、7日間馴化した。15週齢で一般状態に異常のないことを確認した動物を腫瘍(VX2癌細胞)の移植に供した。また、腫瘍移植時から2週間後に一般状態に異常がなく体重の減少が見られないことが確認された動物を群分けに供した。
腫瘍の大きさが1〜2cmの動物を下記の通り群分けした(表2)。
生理食塩液又は被験物質、リピオドール及びTween20溶液を下記の通り混合した。混合したものを、さらにミキサーによる1分間の撹拌及び超音波による5分間の処理を2回繰り返すことにより1〜3群の投与液を調製した。
陰性対照物質:生理食塩液185μLと、リピオドール1015μLと、Tween20の最終濃度が0.03v/v%となるように調製したTween20溶液24μLとを混合したものを陰性対照物質とした。
被験物質A:アスパラギン酸及びグルタミン酸の最終濃度がそれぞれ30mMとなるように調製した溶液185μLと、リピオドール1015μLと、Tween20の最終濃度が0.03v/v%となるように調製したTween20溶液24μLとを混合したものを被験物質Aとした。
被験物質B:アスパラギン酸及びグルタミン酸の最終濃度がそれぞれ15mMとなるように調製した溶液185μLと、リピオドール1015μLと、Tween20の最終濃度が0.03v/v%となるように調製したTween20溶液24μLとを混合したものを被験物質Bとした。
群分け後、肝動脈内に、各投与液の0.1mL/匹を単回投与した。
群毎の投与時から解剖時までの体重変化量と体重変化率を表3に示した。
全群で投与後の体重減少が見られたが、1群と2群及び3群との間に統計学的に有意な差は認められなかった。
1〜3の各群の平均腫瘍体積、平均腫瘍増殖率を表4に示した。
1群の腫瘍増殖率は355.3%であった。これに対し、2群では全例、3群では3例中2例における腫瘍増殖率がマイナスであった。腫瘍増殖率は2群では−33.9%、3群では−26.3%であった(図7)。
2群及び3群で腫瘍の増殖抑制が認められ、1群と2群及び3群との間に統計学的に有意な差が認められた(**p<0.01)。
Claims (12)
- グルタミン酸、アスパラギン酸、及び、ナトリウム塩を有効成分として含有する抗癌剤。
- ナトリウム塩は塩化ナトリウムである、請求項1に記載の抗癌剤。
- 各有効成分のモル比率が、グルタミン酸:アスパラギン酸:ナトリウム塩=1〜10:1〜10:4〜40である、請求項1又は2に記載の抗癌剤。
- 各有効成分のモル比率が、グルタミン酸:アスパラギン酸:ナトリウム塩=1〜2:1〜2:4〜8である、請求項1又は2に記載の抗癌剤。
- グルタミン酸の濃度が1〜7mM、アスパラギン酸の濃度が1〜7mM、かつ、ナトリウム塩の濃度が1.5〜18mMの液剤である、請求項1又は2に記載の抗癌剤。
- グルタミン酸、アスパラギン酸、ナトリウム塩、及び、カルシウム塩を有効成分として含有する抗癌剤。
- ナトリウム塩は塩化ナトリウムであり、カルシウム塩は塩化カルシウムである、請求項6に記載の抗癌剤。
- 各有効成分のモル比率が、グルタミン酸:アスパラギン酸:ナトリウム塩:カルシウム塩=1〜10:1〜10:4〜40:1〜10である、請求項6又は7に記載の抗癌剤。
- 各有効成分のモル比率が、グルタミン酸:アスパラギン酸:ナトリウム塩:カルシウム塩=1〜2:1〜2:4〜8:1〜2である、請求項6又は7に記載の抗癌剤。
- グルタミン酸の濃度が1〜7mM、アスパラギン酸の濃度が1〜7mM、ナトリウム塩の濃度が1.5〜18mM、かつ、カルシウム塩の濃度が0.3〜3000μMの液剤である、請求項6又は7に記載の抗癌剤。
- 前記癌が、肝癌、大腸癌、又は膵癌である、請求項1〜10のいずれか一項に記載の抗癌剤。
- (A)請求項1〜10のいずれか一項に記載の抗癌剤と、(B)油性造影剤と、を含む、肝動脈化学塞栓療法用キット。
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