口腔癌に対するチャーガ茸のメカニズムに関する新たな証拠

Scientific Reports 誌に最近発表された研究で、研究者らは、チャガ茸抽出物がヒト口腔がんの HSC-4 細胞に及ぼす抗腫瘍作用のメカニズムを調査しました。

口腔がんは世界的な健康問題であり、副作用や後遺症のために治療の選択肢は限られています。主な治療法は手術、放射線療法、化学療法ですが、これらは健康な組織に損傷を与え、発話に影響を及ぼし、生活の質を低下させる可能性があります。

腫瘍細胞における代謝経路を理解し、標的とすることは、新たな治療薬開発への道筋となる可能性があります。チャーガ茸はいくつかの種類の癌に対する抗癌作用を有していますが、そのメカニズムは未だ解明されていません。

この研究では、研究者らはチャガ茸が口腔がんの発症と代謝に影響を及ぼすかどうかを試験した。

キノコ抽出物で処理した後、研究者らは細胞生存、増殖能力、解糖経路、アポトーシス、ミトコンドリア呼吸機構を研究した。

研究者らは、キノコ抽出物を0μg/ml、160μg/ml、200μg/ml、400μg/ml、800.0μg/mlの用量でHSC-4細胞に1日間処理し、細胞周期、増殖、生存率、ミトコンドリア呼吸、アポトーシス、解糖などの口腔がん細胞の挙動への影響を評価した。

研究チームは細胞カウントキット8（CCK-8）アッセイを使用して、処理した細胞の細胞周期を分析し、細胞生存率を測定した。

チャガ茸が処理された細胞における腫瘍の増殖と生存に対する抑制効果にシグナル伝達および転写活性化因子3（STAT3）が関与しているかどうかを調べるために、研究チームは200.0 μg/mLの抽出物を投与した後、STAT3の活性化を測定した。

さらに、細胞分布を解析するためのフローサイトメトリーと、細胞全体のタンパク質を抽出するためのウェスタンブロッティングを実施しました。

研究者らは、液体クロマトグラフィーとそれに続くタンデム質量分析法（LC-MS）を使用して、チャガキノコ抽出物の抗がん作用の原因となる成分を特定した。

候補化合物の濃度は、フォトダイオード検出器を備えた高速液体クロマトグラフィー (HPLC-DAD) を使用して測定されました。

研究チームは、細胞外酸性化速度（ECAR）アッセイを用いて、処理細胞における抽出物による解糖系の調節について調査しました。グルコース、オリゴマイシン、2-デオキシ-D-グルコース（2-DG）を投与した後、処理細胞におけるECARをリアルタイムで記録しました。

研究チームは、アデノシン一リン酸活性化タンパク質キナーゼ（AMPK）と呼ばれるエネルギーセンサーの活性化と細胞酸素消費率（OCR）を調べた。

また、研究チームは、治療した細胞におけるアポトーシス細胞死と関連するオートファジーに対する慢性的なエネルギー不足の影響も評価しました。

研究者らは、200.0 μg/mL の濃度のチャガ抽出物が、処理された細胞における p38 マイトジェン活性化プロテインキナーゼ (MAPK) および核因子カッパ B (NF-κB) 刺激によるアポトーシスに影響を与えるかどうかを調査しました。

この抽出物は細胞周期と増殖を阻害し、癌細胞のエネルギー消費を減らし、オートファジーとアポトーシスによる細胞死を促進することで、HSC-4 細胞の成長を遅らせました。

抽出物は口腔がん細胞の増殖期（G0/G1）を有意に延長させ、合成期（S）を短縮させた。ウェスタンブロット解析の結果、抽出物は15分後にリン酸化STAT3の発現を有意に減少させ、120分間その状態を維持したことが明らかになった。

LC-MS法による分析により、抗がん剤として可能性のある3つの化合物（2-ヒドロキシ-3,4-ジメトキシ安息香酸、シリンガ酸、プロトカテク酸）が同定されました。抽出物は、処理した細胞において解糖系、解糖能、および解糖系予備能を阻害しました。

また、AMPKを活性化し、処理した細胞においてオートファジーを促進し、解糖経路を阻害しました。抽出物によるオートファジー誘導は、用量依存的にミトコンドリアの基礎呼吸数とアデノシン三リン酸（ATP）のターンオーバーを増加させました。

しかし、最高濃度の抽出物を除いて、ミトコンドリアの最大呼吸速度に有意な変化は観察されませんでした。さらに、研究者らは、ミトコンドリア呼吸予備能が用量依存的に有意に減少するのを観察しました。

結果は、チャガキノコが解糖阻害を介して持続的なオートファジーを引き起こし、処理した細胞のミトコンドリア膜電位を低下させたことを示し、ミトコンドリアの機能不全がアポトーシスを誘発することを示唆している。

抽出物によるNF-κBおよびp38 MAPKの活性化はアポトーシスを増加させた。抽出物は、投与細胞の初期アポトーシスを用量依存的に増加させた。

しかしながら、抽出物濃度0～400μg/mLの範囲では、後期アポトーシスに有意な差は認められませんでした。チャガ抽出物の高用量は、他の細胞生理機能に影響を与え、ミトコンドリアの最大呼吸能力を低下させる可能性があります。

研究者らは、チャガ抽出物がHSC-4細胞株のミトコンドリア膜電位と解糖活性を抑制し、ATPレベルとオートファジーを減少させることを発見した。

AMPK活性化はオートファジー誘導による効果をもたらします。STAT3脱リン酸化はNF-κBとp38MAPKの活性化を介してアポトーシス経路を刺激し、細胞周期を阻害します。

抽出物の阻害効果は、様々な細胞シグナル伝達機構によって媒介されました。抽出物には、2-ヒドロキシ-3,4-ジメトキシ安息香酸、シリンガ酸、プロトカテク酸という3つの抗がん化合物が含まれていました。

この抽出物が腫瘍の成長を抑制するかどうかを判断するにはさらに前臨床研究が必要ですが、研究結果はキノコ抽出物が口腔がんの患者の治療における潜在的な補助治療剤となる可能性があることを示唆しています。