癌に伴う高Ca血症はほとんどの場合、癌が産生する副甲状腺ホルモン様の因子parathyroid hormone-related peptide(PTHRP)によって起こり、Humoral Hypercalcemia of Malignancy(HHM)症候群と呼ばれる。腫瘍組織において過剰産生されたPTHRPは、全身血液中を循環し、骨や腎に存在するPTH/PTHRPに共通の受容体と結合した後、骨吸収の亢進と腎尿細管におけるCa再吸収の促進を介して癌患者に高Ca血症を起こす。このような病態に対する従来の治療は、bisphosphonateなどによる骨吸収の抑制および補液・利尿剤による尿中へのCa排泄促進が主であり、特にbisphosphonateはHHMのfirst choiceとして臨床応用されつつある。しかしながら現在のところ、癌細胞におけるPTHRPの過剰発現そのものを抑制するようなアプローチはなされていない。

　PTHRP遺伝子はPTH遺伝子と構造上および機能上いくつかの共通点を有し、1,25(OH)2D3によってその転写が抑制されることが報告されているが、l,25(OH)2D3それ自体には強力な高Ca血症作用があるため臨床応用には適さない。私はそれ自体に高Ca血症作用のない1,25(OH)2D3アナログである22-oxa-1,25(OH)2D3(OCT)の可能性に着目した。OCTは担癌動物モデルにおいて高Ca血症を起こすことなく乳癌などの増殖を著明に抑制することが示されている。またPTHRPを過剰産生する悪性腫瘍細胞株を用いたin vitroの実験により、OCTは1,25(OH)2D3よりも強力にPTHRP遺伝子の転写を抑制することが明らかにされ、OCTは癌の増殖のみならずPTHRP遺伝子の転写抑制を介して癌に伴う高Ca血症の治療薬としても有用である可能性が考えられる。

　本研究の目的は、1.PTHRPを過剰産生しヌードマウスへの移植によってin vivoでHHMの病態を再現し、同時にvitamin D receptor(VDR)をも発現するようなヒト癌を同定し、2.これをモデルとしてOCTのHHMの治療薬としての有効性をin vivoで評価し、さらに3.担癌動物におけるOCTの薬物動態を検討することによって、その薬物としての特性を明らかにすることである。

　1)22-Oxa-1,25(OH)2D3(OCT)および[2-³H]OCTは中外製薬で合成、l,25(OH)2D3は、Solvay Duphar B.V.から、その他のアイソトープはAmershamから購入した。2)in vivoモデルとして膵癌由来FA-6細胞をヌードマウスに移植したものを用いた。薬物は担癌マウスに経口的あるいは経静脈的に投与した。採血は後眼窩静脈より行い、血中イオン化カルシウム(Ca²⁺)は電解法により測定した。3)In vivoでのOCTおよび1,25(OH)2D3の薬物動態実験はそれぞれのラベル体をFA-6担癌ヌードマウスの尾静脈より投与し、採取した血液および組織は、自動サンプル燃焼システムにより放射活性を測定した。4)RNAの分析は、ノーザンブロット解析とRNase protection assayにて行った。5)VDRとの結合実験はreceptor binding studyにより行った。6)転写速度の解析には(nuclear run-off assayを用いた。

　癌細胞は様々なホルモンやサイトカインを産生することによって癌患者の臨床経過に種々の合併症をもたらす。なかでも高Ca血症は、最も頻度の高い腫瘍随伴症候群のひとつであり、ほとんどの場合癌が産生するPTHRPの骨および腎への作用を介して起こる。癌に伴う高Ca血症は、患者のquality of lifeを損なうのみならず、その予後にも大きく影響する要因と考えられる。

　本研究では、PTHRPを過剰に産生しVDR陽性である膵癌(FA-6)を移植したヌードマウスモデルを用い、それ自体には高Ca血症作用の少ないOCTがPTHRPの転写抑制を介して癌に伴う高Ca血症に治療効果を発揮することが示された。

　担癌マウスを用いたin vivo薬物動態実験の結果より、OCTそれ自体に高Ca血症作用が少ない理由は、Ca代謝の標的臓器における取り込みが一過性で長く持続しないという薬物動態上の特性に基づく可能性が考えられる。一方、FA-6腫瘍における取り込み実験から、Ca代謝に対する作用とは対照的に、OCTの組織内の一過性の上昇が、腫瘍におけるPTHRP遺伝子の転写抑制には十分であるものと考えられる。しかしながら、OCTの癌細胞への一過性の取り込みがなぜこのように効果的にPTHRP遺伝子の転写を抑制するのか、またその作用がすべて古典的なVDRとの相互作用さらにはnegative vitamin D response element(nVDRE)との結合を介して起こっているのかは不明である。

　今回のRNase mapping実験の結果から、PTHRPの上流あるいは下流プロモーターの両者からの転写に対してnegativeに働くビタミンD反応性のDNAエレメントの存在が示唆される。ヒトPTH遺伝子ではnVDREとして"AGGTTCA"モチーフが報告されているが、類似のモチーフはPTHRP遺伝子の上流プロモーターにも下流プロモーターにもいくつか存在することから、これらのいずれかがnVDREとして機能している可能性が考えられる。

　本研究により、OCTが癌に伴うcachexiaに対しても著明な治療効果を有することが明らかとなった。OCTの抗cachexia作用のメカニズムは現在のところ不明であり、今後の検討が必要である。

　1,25(OH)2D3のアナログでそれ自体に血中Ca上昇作用がほとんどないOCTが、VDR陽性のヒト膵癌(FA-6)移植ヌードマウスモデルにおいて、腫瘍におけるPTHRP遺伝子の転写をin vivoで抑制する結果、癌に伴う高Ca血症に対して治療効果を発揮することが明らかとなった。したがって、OCTは癌におけるPTHRPの産生そのものを抑制することによって癌の高Ca血症の治療に有用である可能性が示された。さらにOCTの治療効果はbisphosphonateなどの薬剤と組み合わせることによって増強される可能性もある。