ビタミンCと過酸化水素ががん細胞を除去 ～東京工科大学・佐藤拓己教授らの研究チームが低濃度ビタミンCの新たな機能を発見

【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る。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る。

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、明らかになっていない（図1）。

図1：研究の出発点

【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った。

【成　果】
H2O2またはNOは、特にがん細胞に対して強い毒性効果がある。研究チームは、検証実験を通じて、生理的な濃度のVCがH2O2またはNOによる細胞死を有意に促進することを確認した（図2）。一方、VCの酸化型では細胞死の促進は見られなかった（図3）。蛍光色素などで細胞内の活性酸素種や活性窒素種を定量すると、VCはこれらのラジカルのレベルを有意に低下させた（図4）。

これらにより、1）VCは酸化ストレスによる細胞死を促進すること　2）VCの還元力が細胞死の促進に関与することが確認された。

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

図4：生理的濃度のVCはラジカル産生を抑制

【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する。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る（図5）。H2O2やNOは単独でもがん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る。

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る。

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だが、「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。