光を利用した選択的細胞破壊で免疫系を活性化させ癌と炎症を撃退

Tokyoイリノイ大学アーバナ・シャンペーン校の研究者たちは、特定の細胞を光で殺す新しい方法を開発しました。この技術は、がんや炎症性疾患の治療で有害な細胞を正確に標的にすることが可能です。光を使って細胞を死滅させるだけでなく、免疫反応を引き起こす仕組みです。

ネクロプトーシスは「炎症性細胞死」として知られ、体が病気と戦うのを助けます。しかし、癌のような場合では、このプロセスがうまく働かないことがあります。癌細胞は炎症信号を遮断し、生存しやすくします。従来の治療法では化学物質を使ってこれらの細胞を殺しますが、これらの治療法はしばしば体中に広がり、望ましくない副作用を引き起こすことがあります。

「がんの治療には通常、がん細胞を攻撃する薬剤が使われますが、これらの薬剤は全身に広がり、精密にターゲットすることが難しいです。そのため、多くの望ましくない副作用が引き起こされます。」と、イリノイ大学の生化学教授であるカイ・チャン氏は述べています。

研究者たちはオプトジェネティクスと呼ばれる手法を用いて、細胞が光に反応するようにしました。植物から得た光感受性の遺伝子を腸の細胞培養に組み込み、その遺伝子を細胞死を制御するタンパク質であるRIPK3と結びつけました。

以下がその仕組みです：

• 青色光によって光感受性タンパク質が活性化されます。
• これにより、タンパク質が集まり始めます。
• 続いて、RIPK3タンパク質も同様に集合し、自然な活性化経路を模倣します。

「RIPK3は、作動時にタンパク質複合体をクラスターにまとめます。そして、私たちの光感受性タンパク質も青い光にさらされるとまとまります。これらの光感受性タンパク質を一緒に集めることで、RIPK3も集まり作動するのです。これが私たちが活性化プロセスを模倣する方法です」と、Journal of Molecular Biologyの研究のリード著者である大学院生のテク・ジョン・オーが説明しました。

このプロセスは単に細胞を破壊するだけでなく、免疫反応を引き起こします。細胞はサイトカインを放出し、周囲の細胞に影響を与えると同時に、T細胞を引き寄せます。これらの白血球は、免疫システムが脅威を認識し対抗するために重要な役割を果たします。

関連記事:

今日 · 15:04

光で細胞を操る革新技術、MITが開発

一部のがん細胞は、T細胞が侵入したり、危険なものとして認識したりするのを難しくします。ネクロプトーシスを通じて一部のがん細胞を死滅させることにより、この環境を変え、T細胞ががんを見分けて攻撃できるようにすることを目指していると、Zhang氏は述べています。

現在、このシステムは組織に直接光を届ける必要があり、そのため人間では皮膚の近くの領域に限られた使用しかできません。しかし、チームはこのシステムを用いてマウスで実験し、がんや他の炎症性疾患における細胞死と免疫反応についてより多くの知見を得ることを計画しています。また、このプラットフォームが免疫療法のためにT細胞をどのように訓練できるかについても調査したいと考えています。

ネクロプトーシスがどのように機能するかを理解することは、神経変性疾患や炎症性腸疾患などの病気において重要です。ネクロプトーシスがこれらの疾患に与える影響を理解することで、より的確な治療法の開発につながる可能性があります。

この研究は、以下の様々な機関の支援によって行われました：

• 米国一般医療科学研究所
• 米国国立精神衛生研究所
• 米国科学財団
• イリノイ州がんセンター

カイ・チャンは、イリノイ州にあるベックマン高等科学技術研究所で働いています。この研究は、国立衛生研究所からR01GM132438およびR01MH124827の助成金を受けて資金提供されています。

この新しい方法は、治療の効果を大幅に向上させる可能性があります。従来の手法よりも副作用が少なく、精密なケアを提供します。これは、がんや炎症性疾患の治療において重要です。さらなる研究により、その可能性がより明らかになり、新たな治療法へとつながるでしょう。