外科手術時や内視鏡・腹腔鏡手術時に、がんが疑われる部分にスプレーするだけで、数分で1㎜以下のがん部位まで光らせて検出する新しい蛍光試薬の開発に、東京大学大学院医学系研究科の浦野泰照(うらの やすてる)教授、浅沼大祐(あさぬま だいすけ)助教、神谷真子(かみや まこ)助教らが成功した。マウスの卵巣がんで高い効果を実証した。

図1. 蛍光試薬を用いたがん検出の概念図。開発した蛍光試薬でβ-ガラクトシダーゼの活性が促進されているがん細胞で蛍光が観察され、識別が可能となる。(提供：東京大学)

手術中に活用すれば、微小がんの取り残しを防ぐ可能性が高まり、がん治療の向上につながる試薬として期待される。米国立衛生研究所の小林久隆(こばやし ひさたか)主任研究員、京都大学化学研究所の平竹潤(ひらたけ じゅん)教授らとの共同研究で、3月13日付の英オンライン科学誌ネイチャーコミュニケーションズに発表した。

図2. 開発した蛍光試薬によるマウスでのがん検出。試薬の蛍光が観察された部分が緑色となっている。既存の活性検出試薬では腹腔全体で蛍光が観察されるが、開発した新しい蛍光試薬ではがんのみにおいて蛍光が観察され、1mm以下までわかる。(提供：東京大学)

浦野教授らは2011年に、特定のタンパク質分解酵素活性が、がん細胞で高くなっていることを利用して、世界初の迅速がん部位可視化スプレー蛍光試薬を開発し、現在は患者由来の手術検体で検証を進めている。しかし、この試薬では見つけることができないがんも多いため、より幅広いがんを光らせる新しいスプレー蛍光試薬の開発に取り組んだ。

卵巣がん患者の半数以上は、治療開始の段階ですでに腹腔内に転移があるとされる。この腹腔内転移の治療には、外科手術や腹腔鏡手術が有効で、1㎜以下の微小な転移まで切除すれば、手術の結果は大幅に改善する。しかし、微小がん転移部位を正常な組織と識別することは非常に難しく、がん部位の術中可視化技術の開発が求められていた。

がん細胞中の糖鎖分解酵素のβ-ガラクトシダーゼ活性が高いことに着目して、スプレー蛍光試薬を作った。この試薬自体は無色透明で、蛍光を発しない。研究グループは、今回、がん細胞中に含まれるβ-ガラクトシダーゼと反応すると、構造が変わり、1000倍以上明るい蛍光を発する物質へと変化するよう設計した。さまざまな種類の卵巣がん細胞を腹腔内へと転移させたマウスに、この試薬を投与した結果、タンパク質分解酵素活性を標的とする前の試薬では可視化できなかったものを含め、すべてのがん細胞を光らせた。この実験で1㎜以下の微小がんの検出に成功し、蛍光を目印に微小ながん組織も切除できた。

研究グループは「蛍光の検出が安価な装置で行えるので、この技術が一般的ながん検出手法として普及する有用性は高い。現在、ヒトの組織検体で検証を行っており、今後、安全性試験などを重ね、臨床試験に向けて準備を進めていく。また、さまざまな種類のがんへの適用性の拡大を目指し、種々の糖鎖分解酵素の活性を検出するスプレー蛍光試薬の整備を進めている」としている。

浦野泰照教授は「がんの細胞も原因はたくさんあって、単一の試薬で全部を検出するのは難しい。2011年に開発したスプレー試薬を卵巣がんに散布しても、光らないがん種がいくつか存在したが、今回の新しい試薬では、試した全ての卵巣がんを検出することが可能であったため、画期的な蛍光試薬になり得ると考えている。ヒトでも有望だ。手術中に使う、前例がないスプレー試薬なので、臨床試験は難しいが、ぜひ実施して、実用化を目指したい」と話している。