日本岡山大學學術研究院醫齒藥學領域（藥學）的須藤雄氣教授、小島慧一講師、研究生院醫齒藥學綜合研究科中尾新博士生（4年級）、學術研究院醫齒藥學領域（醫學）的冨樫庸介教授、大內淑代教授、佐藤惠太助教，以及岡山大學醫院（腦神經外科）的劒持直也醫生組成的共同研究團隊，成功利用對光發生反應並使細胞內環境鹼化的蛋白質，選擇性地通過光照滅活了存在於小鼠體內的癌腫瘤。該技術未來有望選擇性清除人類癌細胞，實現副作用更小的新型光學癌症治療方法。相關成果已發表在《JACS》的電子版上，併入選為封面報導。
供圖：岡山大學
作為副作用較小的癌症治療方法的基礎，研究團隊此前已開發出通過光選擇性地僅使特定細胞滅活的技術。通過使動物細胞合成具有使細胞內環境鹼化作用的光敏感蛋白Archaerhodopsin-3（簡稱AR3），證實了通過光照可以僅在目標細胞中會誘導自發性細胞死亡。
此次，在進一步發展該技術的基礎上，研究團隊以存在於小鼠體內的癌細胞為對象，驗證了「是否能夠通過光選擇性地使其滅活」。
研究人員將基因導入來源於結腸癌和惡性黑色素瘤的癌細胞中，使其合成AR3後，移植至小鼠體內形成腫瘤。當對腫瘤照射1小時綠色光後，癌細胞開始發生自我死亡。另一方面，對具有抑制癌症增殖作用的免疫細胞幾乎未觀察到光毒性，其正常功能得以維持。此外，光照後的腫瘤體積逐漸縮小，在光照後的第7天幾乎完全消失。
這一結果表明，通過對癌腫瘤進行光照，可以誘導癌細胞發生自我死亡，從而使整個腫瘤高效滅活。也就是說，研究人員成功實現了對活體小鼠體内存在的癌腫瘤使用光照的選擇性滅活。
癌症治療離不開使癌細胞滅活的技術，但僅依靠現有方法，治療範圍有限。近年來，隨著LED、雷射等光學技術的發展，對體內特定部位進行光照已成為可能，光免疫療法等應用於臨床的光治療方法也在陸續開發。作為一種對周圍正常細胞影響更小的新型癌症治療方式，此次在小鼠中驗證的「通過光選擇性滅活癌細胞並使腫瘤緩解的方法」在人體上的應用，受到關注。
中尾表示，「我們成功通過光照使小鼠體內的癌細胞發生滅活。作為一種副作用較小的癌症治療方法，期待該技術能在未來為癌症醫療提供助力。」
原文：《科學新聞》
翻譯：JST客觀日本編輯部
【論文資訊】
期刊：Journal of the American Chemical Society
論文：Optogenetic cancer therapy using the light-driven outward proton pump rhodopsin Archaerhodopsin-3 (AR3)
DOI：10.1021/jacs.5c13053
