カロリー制限によって大腸がんの発生が抑制される可能性をQSTが確認

量子科学技術研究開発機構(QST)は3月5日、ヒト家族性大腸腺腫症のモデルマウスで、カロリー制限が小児期被ばく後の消化管腫瘍が大きくなることを抑え、悪性化を予防する可能性が示唆されたと発表した。

同成果は、QST 量子医学・医療部門 放射線医学総合研究所 放射線影響研究部の森岡孝満研究統括、同・柿沼志津子部長らの研究チームによるもの。詳細は、がん予防・治療の研究分野を扱う「Anticancer Research」にオンライン掲載された。

福島県では、震災後に「第二次健康ふくしま21計画」を掲げ、生活習慣病の改善によるがん予防に加え、東日本大震災および原子力災害の影響に配慮した健康づくりが推進されている。2019年5月には、2018年度に行われた中間評価が発表された第二次健康ふくしま21計画＜改訂版＞にて発表された。

それによれば、「脂質異常」、「メタボリックシンドローム該当者および予備軍」、「適正体重を維持している者の割合」などに関連する指標が、悪化傾向にある結果となっている。脂質異常やメタボリックシンドロームは肥満と関係するだけでなく、大腸がんのリスクを上昇させるといわれる。QSTでは、福島県民の健康に対する不安解消を目的とした対策の一環として、実験動物を用いて放射線による健康影響の研究や生活習慣改善による健康影響の予防研究が進められている。

研究チームはこれまでに、実験動物のマウスを用いて、被ばくに起因する寿命短縮、肝がんや肺がんの発生をカロリー制限が予防することを解明してきた。しかし、生活習慣病と密接に関係する大腸がんに対する予防効果は、わかっていなかったことから、今回の調査が行われることとなった。

大腸がんのモデルマウスとして知られる「Minマウス」は、もともとがんを抑制する遺伝子「Apc」の一対の遺伝子のうち、一方に変異が生じており、さらに残り(正常側)の遺伝子が有糸分裂組換えや染色体不分離を始めとする変異により機能を失うことによって、消化管腫瘍を自然発症する。

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  Minマウスに消化管腫瘍が発生する仕組み (出所:QST Webサイト)

研究チームは今回、このMinマウスを用いて生後2週齢(小児期)に放射線を被ばくした場合の消化管腫瘍の発生数を調べ、非照射マウスより腫瘍の数とサイズが増加することも明らかにしたのである。

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  非照射群と照射群における腫瘍の数とサイズの経時的変化。照射群は20週齢および30週齢になると、非照射群に比べて有意に腫瘍総数が増加することが確認された。また、大きいサイズの腫瘍も増加することが明らかとなった (出所:QST Webサイト)

このような特徴を持つMinマウスを用いて、小児期(2週齢)に放射線を照射し、カロリー制限の開始時期(小児期、若成人期、成人期)の異なるマウスに発生したそれぞれの消化管腫瘍について、腫瘍数、サイズ分布および悪性度の解析がなされ、カロリー制限のがん予防効果の調査が実施された。

研究チームは、小児期に被ばくすると腫瘍数が増加するMinマウスを用いて、非照射群と生後2週齢時に放射線を照射。そして、カロリー制限しない群と、4/10/20週齢からカロリー制限を開始した群に発生した腫瘍の総数・大きさ・悪性度の解析が行われた。実験では、被ばくの影響を見やすくするために、高線量の2GyのX線が使用された。また、カロリー制限はQSTにて以前に行われた先行研究と同様に、発達期の成長阻害などの影響がないと結論づけた32％とされた。

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  通常餌とカロリー制限餌の成分表 (出所:QST Webサイト)

顕微鏡を使用して腫瘍サイズの計測が行われた結果、カロリー制限により5mm以上の大きいサイズの腫瘍数が有意に減少することが判明。また、成人期からの開始したカロリー制限でも効果的であることが明らかとなった。また、大腸がんに進行することもある良性腫瘍の発生に関係が知られている血液中の中性脂肪を測定した結果、カロリー制限により有意に減少することも明らかとなった。

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  カロリー制限による5mm以上の腫瘍数の抑制効果 (出所:QST Webサイト)

さらに、腫瘍の病理組織解析が行われ、血管やリンパ管などの周囲にある組織への浸潤などを指標として、悪性度の評価が実施された。その結果、カロリー制限は照射によって増加する悪性腫瘍の割合を抑えることが確認され、成人期からのカロリー制限でも悪性腫瘍の割合を抑える傾向が見られたという。また、カロリー制限は、良性腫瘍が悪性腫瘍への進展を抑制することも確認された。

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  カロリー制限による腫瘍進展抑制効果 (出所:QST Webサイト)

このように、カロリー制限は、高線量の被ばくによる影響にも予防効果があることが判明した。カロリー制限は、血液中の中性脂肪の増加を抑えることで、腫瘍の悪性化を予防する可能性が考えられるという。

東京電力福島第一原子力発電所の事故では、被ばくの線量が少なかったため発がんリスクの問題はないといわれているが、健康影響に対する不安は多い。今回の成果は、放射線災害による被ばくや、放射線を利用した検査・診断・治療による医療被ばく後に懸念されている発がんに対する不安に応え、より簡便ながん予防法の開発に繋がるものと期待されるとしている。

また研究チームは、カロリー制限と同様の効果を有する摸倣剤や、一般的な飼育環境よりも活発に運動できる環境で飼育することによる被ばく後の発がんリスクの低減化効果についても解析を実施しているところだ。今後は、さらに解析を進め、被ばくに関連する発がんを含む健康影響の予防効果について、その仕組みを明らかにしていきたいと考えているとしている。