新研究: 光線療法が細胞死と免疫応答を誘発し、がん治療に貢献

Tokyoイリノイ大学アーバナ・シャンペーン校の科学者たちは、新たに光を利用して特定の細胞を狙う方法を発見しました。この手法は、がんや炎症性疾患の新しい治療法の開発に役立つかもしれません。

ネクロプトーシスは病気と戦うために体を助ける細胞死の一種です。しかし、いくつかの病気ではこのプロセスが正しく機能しません。例えば、がん細胞は特定の信号を遮断することでこの細胞死を回避することがあります。従来のがん治療は化学物質を用いて細胞を殺す方法ですが、これらの化学物質は周囲の組織にも影響を与え、副作用を引き起こすことがあります。

研究の主な成果は以下の通りです。光遺伝学を用いて細胞を光に反応させる能力を持たせること、植物由来の光活性化遺伝子を腸管の細胞培養に組み込むこと、この遺伝子をネクロプトーシスを調節するRIPK3タンパク質と結合させることが含まれています。

「我々は光線を非常に小さくして、単一の細胞を標的にできるようにすることが可能です。」とイリノイ大学の生化学教授であるカイ・チャンは述べました。「これにより、正確に細胞を狙って、その死のプロセスを活性化することができます。」

研究者たちは光に反応する植物由来の遺伝子を腸の細胞培養に導入しました。そして、この遺伝子を細胞死を制御するRIPK3タンパク質に結び付けました。青色光にさらされると、光感受性タンパク質が集まり、RIPK3が集合体を形成することで、活性化のプロセスを再現します。

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細胞を死滅させることだけが目的ではありません。ネクロプトーシスを誘発すると免疫系が反応します。細胞が崩壊すると、サイトカインと呼ばれる物質が放出されます。これらの物質は周囲の細胞を刺激し、T細胞を引き寄せます。T細胞は、脅威を発見し攻撃するために重要な役割を果たします。

「ガン細胞は通常、その周囲の免疫系を弱らせますが、私たちはネクロプトーシスによって一部のガン細胞を死滅させ、この弱まった免疫環境を変え、T細胞にガンを攻撃するよう教えたいと考えています」と張氏は述べました。

この方法は、光を組織に直接届ける必要があります。現在のところ、人間では皮膚の近くの組織にしか使用できません。研究者たちは、マウスを使ってこのシステムをテストし、がんやその他の炎症性疾患における細胞死や免疫反応について詳しく調べる予定です。また、このプラットフォームが免疫療法のためのT細胞の訓練に役立つかどうかも確認したいと考えています。

分子生物学雑誌に掲載された研究の主著者である大学院生のテク・ジョン・オ氏は、ネクロトーシスの細胞シグナル伝達経路を理解することが非常に重要だと述べています。ネクロトーシスは神経変性疾患や炎症性腸疾患などの病気に関与しており、これらの疾患にどのような影響を与えるのかを知ることが不可欠です。

この研究は、米国国立一般医学科学研究所、国立精神衛生研究所、国家科学財団、イリノイがんセンターの支援を受けています。また、ジャンはイリノイのベックマン先端科学技術研究所に所属しています。さらに、国立衛生研究所もこの研究をR01GM132438およびR01MH124827の助成金で支援しています。