前立腺癌は、先進国における男子悪性腫瘍の最たる疾患で、本邦においても近年急激な増加傾向を示している。前立腺癌死亡率は、欧米先進国と比較すると我が国ではいまだに少ないが、人口の高齢化や生活習慣の欧米化に伴い今後さらに増加することが予想されるため、前立腺癌に対する早急な対策が必要である。現在、進行前立腺癌患者には抗アンドロゲン療法が行なわれ優れた治療効果を示しているが、ほとんどの症例はその後数年でホルモン不応癌となり再燃するため、根治は期待できない。ホルモン不応性前立腺癌に対して、化学療法、放射線療法、免疫療法などが試みられているが、いずれも満足のいく結果は得られていない。したがって、全く新しい視点に立った治療法の研究、開発が進行前立腺癌患者の治療に不可欠である。分化誘導療法は、癌細胞を終末分化へと誘導し、増殖を停止させる新しい試みである。すでに急性前骨髄球性白血病においてはretinoic acidによる分化誘導療法が患者を高率に完全緩解に導くことが明らかにされているが、前立腺癌を含め固形癌に対する分化誘導の研究は極めて乏しく、ほとんど進展していないのが現状である。そうした中で、ヒト由来前立腺癌細胞株のLNCaP細胞は、分化誘導物質として知られている種々の薬剤に反応して、増殖能の低下や形態変化を示すことが報告されており、中でもDibutyryl-cyclic-AMPは神経内分泌細胞への分化を誘導するとされている。ところで進行前立腺癌では高率に神経内分泌細胞への分化が認められる事が知られているが、その細胞の機能や存在意義については解明されていない。しかし、神経内分泌細胞自体は増殖能が停止した細胞であることから、前立腺癌の終末的な分化形態である可能性がある。したがって、これを効果的に誘導する副作用の少ない適切な分化誘導物質の発見、開発が、進行前立腺癌患者の治療に結び付くことが期待される。

　細胞内adenosine3’,5’-cyclic monophosphate(cAMP)は、cAMP依存性キナーゼを活性化し増殖能や細胞分化など様々な機能に関与していると考えられている。一般にcAMP濃度は、その生成酵素であるadenylate cyclase及び分解酵素である3’,5’-cyclic nucleotide phosphodiesterase(phosphodiesterase)により調節されているが、腫瘍内cAMP濃度の増加は、adenylate cyclaseの賦活化のみでは不十分で、phosphodiesteraseの阻害が必要とされている。phosphodiesteraseは、腫瘍のタイプによってその活性は異なり、また同一組織内においても複数のisozymesが存在するとされているが、前立腺癌細胞におけるphosphodiesteraseに関しては、その酵素学的性状についての研究は皆無で、腫瘍内cAMP濃度に与える影響は不明である。そこで今回、まずcAMPの非特異的な分解阻害剤であるphosphodiesterase inhibitorを用いて、前立腺癌細胞における形態変化作用を調べ,最も効果的に分化を誘導しる物質を発見する。次いでその物質による分化誘導に伴う細胞の性状の変化を分析し、さらに悪性化形質の変化について検討する事を目的とした。

　ヒト前立腺癌細胞株LNCaP、PC-3、DU145をphosphodiesterase阻害剤であるPapaverine、IBMX、Theophyllineの3剤で処理した結果、LNCaP細胞のみが特徴的な形態変化を示し、それはPapaverine(10^-5M、Day6)により最も高率に認められた。また形態変化した細胞は胞体が小さくなり、細長い突起が伸び、近傍の細胞同士が連結するようになった。その電顕像は、突起の部位に微小神経管構造を認め、また細胞質に電子密度の高い顆粒を認め、神経内分泌細胞への分化誘導を示唆する所見であった。また、PapaverineによるLNCaP細胞の形態変化の割合は、細胞内cAMP濃度の上昇に関連していることが確認された。さらにPapaverineによりLNCaP細胞でcytostaticな増殖抑制、G1 arrestが認められた。LNCaP細胞の性状の変化についての解析では、神経系のマーカーとされているNSE、AchEの発現を免疫染色、ウエスタンブロットで解析した結果、NSEの発現の変化は認められなかったが、AchEの発現の増大が認められた。腫瘍マーカーであるPSAや癌遺伝子であるc-mycの発現の低下が認めらた。浸潤能の著明な低下も認めらたが、それは細胞増殖抑制に伴う変化ではないことから、分化誘導による効果と思われた。ヒト前立腺癌細胞株LNCaPは、Papaverineにより、高率に神経内分泌細胞様の形態変化を示し、増殖能の低下、G1 arrestに加え、腫瘍マーカーや癌遺伝子の発現減少、浸潤能の低下を示した事から、悪性化形質が低下したと考えられた。これは癌の終末的な分化形態の一つである可能性があり、こうした変化を積極的に誘導することが制癌につながるのではないかと思われた。