アポトーシスが多細胞生物の発生、分化、成熟において生体を調整するために重要な機構であることはすでに良く知られている。Fas-Fas ligand system(Fas system)はこのアポトーシスを引き起こす複数の経路の1つであると考えられている。Fasを刺激するには最初に発見された抗Fas抗体投与やその後に発見されたFas ligandを有するcytotoxic T lymphocyto(CTL)などを用いる方法が取られている。anti human Fas antibodyには今回使用したアポトーシスを誘導するCH-11や誘導しないUB-2などがある。

　ヒト前立腺癌では去勢などのアンドロゲン除去によりアポトーシスが誘導されることが知られている。しかしアンドロゲン依存性のものと非依存性のものがあり、非依存性のものに対して有効な治療のないことが今なお大きな問題となっている。これまでの研究で最も大きな違いは、依存性の癌と異なり非依存性の癌ではアンドロゲン除去後に細胞内のCa²⁺が上昇しないことがアポトーシスが誘導されない1つの理由ではないかと考えられている。今回使用したPC-3とLNCaPはともにアンドロゲン非依存性であるが、LNCaPにはアンドロゲン反応性が残っていることが示されている。

　今回はこのPC-3とLNCaPの2つの細胞系に対してFas遺伝子を導入し、アポトーシス誘導性の抗体によるFas刺激を行いアポトーシスが起きるかについて検討を加えた。

　Fasについての研究は、米原らがヒト細胞表面抗原に対するmonoclonal antibodyを作成し、種々のヒト細胞に対し致死効果を示す抗Fas抗体を作成したことから始まった。その後長田らにより、Fas抗原の構造が示され、須田らによりそのFas ligandが精製された。さらにcytotoxic T lymphocyte(CTL)の細胞障害活性を示す2つのpathwayの1つはFas systemによることが示された。

　一方アンドロゲン依存性のヒト前立腺癌ではアンドロゲン除去によりアポトーシスが誘導することが知られている。その際、細胞内のCa²⁺が上昇しCa²⁺/Mg²⁺-dependent endonucleaseが活性化され細胞死に至ることがもっとも重要であることが示されている。このCa²⁺の上昇は細胞外のCa poolから流れこんでくると考えられているが、Ca²⁺を上昇させる機構は詳細には解明されていない。この細胞内Ca²⁺を増加させる前段階のものとしてtransforming growth factor-1(TGF-1)mRNAなどが考えられている。現在有効な治療法がないアンドロゲン非依存性の前立腺癌ではアンドロゲン除去によりアポトーシスが誘導されないことが問題となっている。この理由の1つにアンドロゲン除去では先程述べた細胞内のCa²⁺の濃度が上昇しないことが考えられている。ところがアンドロゲン非依存性のヒト前立腺癌細胞系に対して、Ca ionophore ionomycinを投与して細胞内Ca²⁺濃度を上げるとアポトーシス誘導されることから、アンドロゲン非依存性の前立腺癌の中にもCa²⁺以降のアポトーシス経路が内在していることが示されている。さらにアンドロゲン非依存性の前立腺癌でCa²⁺が上昇しないのはその前の段階でTGF-1の増加が起きないためではないかと考えられている。またこれとは別にアンドロゲン非依存性の癌ではbcl-2が発現しアポトーシスを抑制していることが示されている。

　Fas刺激によるアポトーシス誘導に関しては、もともとFas発現があるあるいはFas導入後の細胞系で抗体投与により誘導されることが示されている。今回の実験でも、Fas導入後PC-3でアポトーシスを誘導することに成功した。また細胞表面にFasの豊富な発現があっても、Fas刺激により必ずしもアポトーシスが誘導されないことが示されている。本検討でもLNCaPでは導入後のFas発現にも関わらずアポトーシスが誘導されなかった。CTLを用いてFas刺激を行なった実験でも、もともとのPC-3とLNCaPにFas感受性は認められなかったが、CDDPなどの薬剤を投与するとPC-3のみでFas感受性が認められた。今回の結果もこれにまったく一致する。こうしたことから、PC-3ではFas刺激の最初の段階で、LNCaPではそれより後の段階で、pathwayが抑制されていると考えられる。アンドロゲン感受性のないPC-3のほうがFas感受性を獲得しやすいことはとても興味深い。しかしアンドロゲン除去後のアポトーシスがCa²⁺の上昇が中心であるのに対して、Fas systemはCa²⁺に依存していないことが示されている。アンドロゲン除去とFas刺激で始まる経路はまったく異なる可能性もあり、アンドロゲン反応性とFas感受性が相関している必要もないと考えられる。

　さらにin vivoでもFas刺激によるアポトーシス誘導を示す報告がある。今回の検討でもin vivoでFasを導入したPC-3で抗体投与によりアポトーシスが誘導された。マウスにanti mouse Fas mAbを投与すると正常の肝細胞でアポトーシスが誘導され劇症肝炎のために6時間以内にすべてのマウスが死亡したことが示されている。今回の実験では元気であり、マウスにおいて異種のヒトFas systemを用いたため正常組織でアポトーシスが誘導されなかった可能性が考えられる。

　1.2つのヒト前立腺癌細胞系(PC-3,LNCaP)に対してFas cDNAを遺伝子導入して検討を加えた。またvectorだけを導入したものをコントロールとして用いた。

　2.Fasを導入したPC-3とLNCaPにおいて免疫細胞化学とフローサイトメトリーの両方でコントロールにはないFas発現が認められた。

　3.MTT assayによる検討では、Fas導入によりPC-3の増殖は抑制されたが、LNCaPの増殖は逆に増強された。Fas導入によりPC-3のアンドロゲン不応性に変化はなかったが、LNCaPのアンドロゲン反応性は増強された。

　4.光顕、電顕、MTT assayによる検討では、PC-3はFas導入後に抗体投与によるFas感受性を獲得したが、LNCaPはFas導入後もFas抵抗性のままであった。

　5.in vivoでもPC-3の増殖はFas導入により抑制された。またFas導入後のPC-3ではFas刺激によるアポトーシス誘導が確認された。