最も適切ながん治療法を選択する上で重要なのは、腫瘍の悪性度を理解することです。しかし、脳腫瘍の悪性度を評価する現在の方法は侵襲的であり、合併症のリスクが高くなります。北海道大学化学反応創成研究機構（WPI-ICReDD）の長谷川泰親教授と田中真也教授らの共同研究は、水溶性発光ユーロピウム錯体を用いてモデル神経膠腫腫瘍細胞の悪性度を評価する非破壊癌グレード検出システム（GPS）を開発した。この方法は、患者の腫瘍の悪性度を判定するための非侵襲的検査に使用できます。
研究チームは神経膠腫を模倣したモデル細胞にユウロピウム錯体を導入することで腫瘍の悪性度を評価した。脳腫瘍の 26.3% (出典: CBTRUS)。研究者らは、異なるレベルの悪性腫瘍をシミュレートする 3 つの異なるモデル細胞をテストし、ユウロピウム錯体の特徴的な赤色発光の寿命の変化を測定しました。研究者らは、ユウロピウム錯体を添加してから最初の 3 時間以内に、悪性度の高い細胞ほど発光寿命が大きく変化することを発見しました。
「発光複合体を用いたがん細胞の可視化はこれまでも報告されてきましたが、私たちの仮説は、この複合体ががん細胞内で発する光物理学的シグナルががん細胞の内部情報を反映しているのではないか、というものでした」と長谷川教授は語る。
この結果を達成するために、研究者らはまずユウロピウム錯体を改変し、水に可溶で細胞培養培地中のアミノ酸中で安定になるようにした。細胞培養培地に添加すると、ユウロピウム錯体は最初にそれ自体と凝集体を形成します。モデル腫瘍細胞と相互作用すると、凝集体は個々の分子に断片化され、その後細胞に急速に取り込まれます。このプロセスによりユーロピウム錯体の構造が変化し、その結果、錯体の赤色発光の寿命が変化します。
これらの発光寿命の違いは、悪性度の違いによる腫瘍の活動性と増殖プロセスの違いによるものであり、これが異なる時間スケールでユーロピウム錯体の異なる構造変化を引き起こす可能性があります。研究チームは、この方法を使用することで腫瘍活動を継続的に検出でき、適切な治療法を決定するための重要な情報を医師に提供できると期待している。
田中教授は「日本では人口10万人当たり4.6人が脳腫瘍に罹患しており、最も悪性度の高いグレード4神経膠芽腫（悪性度の神経膠腫脳腫瘍）の5年生存率は16％。われわれが開発した悪性度評価法は、将来的にはこれらの患者に役立つ可能性がある」と説明した。
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