ビタミンＣと過酸化⽔素ががん細胞を除去 低濃度ビタミンＣの新たな機能を発⾒

　東京工科大学（東京都八王子市片倉町、学長：軽部征夫）応用生物学部の佐藤拓己教授らの研究チームは、血中の低濃度ビタミンＣ（以下、ＶＣ）による、がん細胞の除去に関する新たな知見を発見しました。本研究成果は、米国の薬理学専門誌「Reactive Oxygen Species (ROS)」オンライン版に２０１９年１２月５日に掲載されました（注１）。

【背景】
　ＶＣは、特に高濃度でがん細胞に強い毒性があることが多数報告されています。数十グラム以上の還元型ＶＣを血液に直接投入できる「高濃度ビタミンＣ点滴」（注２）や「過酸化水素点滴」（注３）は、外科手術や放射線療法、化学療法などの補助として用いられており、がん転移を抑制する可能性が示唆されています。一方、血中におけるＶＣの生理的な濃度は７０μＭ（マイクロモル）付近に制御されており、このような低濃度のＶＣが、がん細胞に対してどのような作用を有するのかについては、明らかになっていません（図１）。

【目的】
　本研究は、生理的な濃度のＶＣにおけるがん細胞に対する毒性作用の有無を明らかにすることを目的としました。血中における生理的濃度のＶＣが、がん細胞との接着によって活性化された血管内皮（注４）から放出された過酸化水素（Ｈ２O２）または一酸化窒素（ＮＯ）との共同でがん細胞を除去している可能性が示唆されることから、細胞レベルでの検証を行いました。

図2：生理的濃度のVCは細胞死を促進

図3：酸化型VCは細胞死を促進しない

【社会的・学術的なポイント】
　がん細胞は、血管内皮に強く接着して血管外に移動することで転移巣を形成します。この過程において、がん細胞が血管内皮細胞を活性化し、Ｈ２O２やＮＯを産生する種々の酵素群を誘導することがわかっています（図５）。Ｈ２O２やＮＯは単独でもガン細胞に対して通常細胞よりも強い毒性があることが示されています。今回の研究により、血中に存在する生理的濃度（７０μM程度）のＶＣは、がん細胞に対して毒性を示すＨ２O２やＮＯのラジカル産生を抑制するにもかかわらず、Ｈ２O２やＮＯ単独の場合よりも強くがん細胞を死滅させることを明らかにしました。このことから、生理的な濃度のＶＣは、Ｈ２O２やＮＯと共存すると、効率的にがん細胞を除去できると考えられます。

図4：生理的濃度のVCはラジカル産生を抑制

図5：VCとＨ２O２/NOががん細胞を除去する機序（考察）

【用語解説】

• （注１）論文名「Physiological concentrations of ascorbic acid potentiate cell death by hydrogen peroxide and nitric oxide of non-attached cancer cell lines for the possible clearance of cancer cells from the microcirculation」
  研究チーム：村山嘉美、柏櫓涼子、酒井美咲、佐々木伊吹、吉田夕樹、比留間廉、金井宙也（いずれも応用生物学部４年生）
• （注２） 食品としてＶＣを摂取した場合、腸管を介した吸収は数グラムが限界ですが、「高濃度ビタミンＣ点滴」では、数十グラム以上の還元型のＶＣを血液に直接投入することができる
• （注３）特に細胞のエネルギー代謝に関与する大きさ約１ミクロンの細胞内小器官。２０億年前に細胞内に共生を始めたことが起源とされ、細胞の誕生・成長・老化・死に決定的な役割をもつ。
• （注４）点滴用のＨ２O２をブドウ糖液に混注し、プロトコールに従って末梢静脈から点滴投与する治療法
• （注５）血管の内腔側にある一層の細胞群。血管の生理機能に重要な役割を持ち、がん細胞の接着刺激によって Ｈ２O２やNOを放出する