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結論

水素分子はHIF-1αとNF-κBの発現抑制を介して、子宮頸がん細胞の増殖を抑え、アポトーシスを促進する。

研究の背景と目的

子宮頸がんは女性の癌死亡原因の上位を占める難治性のがんだが、有効な治療選択肢が限られている。一方、水素分子には様々な腫瘍抑制効果が報告されているものの、そのメカニズムは不明な点が多い。そこで本研究では、子宮頸がん細胞株HeLaを用いて、水素分子の腫瘍抑制効果とそのメカニズムを探ることを目的とした。

研究方法

• HeLa細胞と非がん細胞のHaCaTに水素分子を曝露し、TUNEL法とCCK-8法で細胞のアポトーシスと増殖を評価。
• HeLaのマウス皮下移植モデルを作製し、水素吸入の影響を調べた。腫瘍体積の経時的変化と摘出腫瘍の病理学的解析を行った。
• 水素曝露したHeLa細胞からRNAを抽出し、RNA-seqによる網羅的遺伝子発現解析を実施。HIF-1αとNF-κBの発現変化をRT-qPCRとウェスタンブロットで検証した。

研究結果

• 水素分子はHeLa細胞のアポトーシスを濃度依存的に促進し、増殖を抑制した。一方HaCaTには影響しなかった。
• HeLa移植マウスへの水素吸入により、腫瘍増殖が有意に抑制された（34日目の腫瘍体積が約60%減少）。
• 水素曝露群の腫瘍では、アポトーシスの亢進と細胞増殖の低下が観察された。
• RNA-seqの結果、水素曝露群ではHIF1AとReLA（NF-κB p65をコード）の発現が低下していた。
• HeLa細胞とマウス移植腫瘍において、水素曝露によりHIF-1αとNF-κB p65のmRNAとタンパク質レベルが共に減少した。
• 限界として、一種類の子宮頸がん細胞株のみでの検討であること、皮下腫瘍モデルであることが挙げられる。

Appendix（用語解説）

• HIF-1α: 低酸素誘導因子。低酸素状態で活性化し、がんの進展に関わる遺伝子の発現を促す転写因子。
• NF-κB: 炎症や免疫、細胞増殖など様々な生命現象に関与する転写因子。p65はNF-κBの主要なサブユニットの1つ。
• RNA-seq: 次世代シーケンサーを用いて網羅的に遺伝子発現を解析する手法。
• RT-qPCR: 逆転写酵素を用いてmRNAからcDNAを合成し、リアルタイムPCRで定量的に遺伝子発現を解析する手法。

論文情報

タイトル

Mechanism of hydrogen on cervical cancer suppression revealed by high‑throughput RNA sequencing（網羅的RNA解析により明らかになった水素分子による子宮頸がん抑制のメカニズム）

引用元

Chu, J., Gao, J., Wang, J., Li, L., Chen, G., Dang, J., Wang, Z., Jin, Z., & Liu, X. (2021). Mechanism of hydrogen on cervical cancer suppression revealed by high‑throughput RNA sequencing. Oncology reports, 46(1), 141. https://doi.org/10.3892/or.2021.8092

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