抗がん薬投与で発現する色素沈着に対するセルフメディケーションの有用性に関する研究
鈴鹿医療科学大学 薬学部
おおい大井かずや教授・薬学部長

一弥

調査・研究課題
抗がん薬投与で発現する色素沈着に対するセルフメディケーションの有用性に関する研究

鈴鹿医療科学大学薬学部

調査・研究

実施者氏名

大井一弥

【要旨】
抗がん薬投与による皮膚の色素沈着の発現が知られているが、その機序は不明であり、有効な治療法は確立されていない。そこで、本研究では、それら発現機序およびセルフメディケーションの有用性について検討した。まずフルオロウラシル（5-FU）、イリノテカン（CPT-11）を 8 週間投与し、肉眼的観察を行い、耳介部および足底部を採取する。耳介部は組織切片を作製し、フォンタナマッソン染色、免疫蛍光染色およびトルイジンブルー染色を行った。足底部はホモジナイズ後、メラニン量を測定した。最後にトラネキサム酸と CPT-11 を併用した。その結果、5-FU 投
与マウスの耳介部においてメラニンの蓄積、チロシナーゼおよび血管マーカー発現の増加、およびマスト細胞の増加を認めた。また、足底部のメラニン量は CPT-11 投与マウスにおいて、他のマウスと比較して、有意に多かった。しかし、トラネキサム酸（TA）併用マウスでは、CPT-11 による色素沈着の抑制は認められなかった。これらの結果より、抗がん薬による色素沈着は、部位特異的であり、5-FU による色素沈着は、血管新生によりチロシナーゼが増加し、メラニン産生が促進されたことが示唆された。また、CPT-11 により足底部にメラニンが蓄積することで色素沈着が誘起されるが、トラネキサム酸は効果を示さない可能性が示唆された。

１、調査・研究目的
抗がん薬による化学療法は、皮膚の黒ずみ等の外見的変化を生じさせ、患者の QOL を下げる大きな要因になっている。この様な外見の変化は、外来化学療法施行中の患者調査では、80%の患者が苦痛であると感じている 1）。しかし、色素沈着は直接生命に関わるものではないために、十分な検討が行われておらず、未だ有効な治療法は確立されていない 2）。
色素沈着を示す主な原因として、メラニンの蓄積がある。メラニンは、基底層にあるメラノサイ
トが持つチロシナーゼがチロシンを代謝し産生される色素である 3）。チロシナーゼは、紫外線等の外部からの刺激により活性化され、メラニンを産生する。しかし、近年血管からの分泌物によってもチロシナーゼの発現が増加するため、血管の増加が色素沈着の原因となることが明らかになっている 4）。

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現在、一般用医薬品としても販売されている TA やビタミン C などが色素沈着の予防に用いられている。本研究では、抗がん薬による色素沈着の発現機序およびそれらを用いたセルフメディケーションの有用性を明らかにすることを目的とする。そのために、5-FU、CPT-11 の投与により色素沈着を誘起させ、その原因を特定し、TA が CPT-11 の色素沈着に影響をもたらすのかについて評価を行う。

２、調査・研究方法
2-1

薬物投与
9 週齢の Hos: HRM-2 マウスに 5-FU 15 mg/kg、CPT-11 20 mg/kg およびネガティブコントロールとしてシタラビン（ara-C）20 mg/kg を 6 日 / 週で 8 週間投与した。その後、経験的に色調の変化が確認されている臀部、耳介部および足底部の肉眼的観察を行った。また、臀部は観察後、ImageJ により黒色化面積を比較した。全血液を採血し、耳介部および足底部も採取した。
2-2

フォンタナマッソン染色
採取した耳介部を 4％ホルムアルデヒド溶液で固定後、パラフィン包埋を行い、6μm の組織切片を作成した。組織切片を用い、メラニン含有細胞を染色するフォンタナマッソン染色を行い、メラニン産生の有無を確認した。
2-3

免疫蛍光染色
耳介部の 6μm の組織切片を脱パラフィン後、スキムミルクでブロッキングし、基底層におけるメラニン産生酵素チロシナーゼ色素沈着の一因となる血管新生マーカーであるフォン・ヴィレブランド因子（vWF）や CD315）の発現量を免疫蛍光染色により解析した。発現部位
は ImageJ により測定した。
2-4トルイジンブルー染色
耳介部の 6 μm の組織切片を脱パラフィン後、炎症が色素沈着の一因となることが知られているため 6）、トルイジンブルー染色により耳介部のマスト細胞数を測定した。
2-5

足底部におけるメラニン量の測定
採取した足底部をホモジナイズ後、遠心した。その後、沈殿物を NaOH で再懸濁し、プレートリーダーで 475 nm の波長で吸光度を測定し、足底部 1 g あたりに含まれるメラニン量を算出した。

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2-6TA 投与
9 週齢の Hos: HRM-2 マウスを、コントロール、CPT-11 投与マウス、TA 投与マウスおよび併用投与マウスにランダムに分別した。CPT-11 は 20 mg/kg を 6 日 / 週で 4 週間腹腔内投与、TA は 16 mg/kg を 3 日 / 週経口投与した。4 週間の投与後、足底部の色素沈着に及ぼす影響を観察し、ImageJ により足底部全体に対する黒色化部位の割合を算出した。
2-7統計学的解析
全ての数値は平均値±標準偏差で記載した。また、2 群以 上の比較には、Student-Newman-Keuls test（SNK-test）により解析した。p 値が 0.05 以下であるとき有意な差があると判断した。

３、調査・研究成果
3-1

5-FU および CPT-11 による黒色化部位の肉眼的観察
各抗がん薬の連日投与後、各部位の黒色化部位を観察した。5-FU を投与したマウスでは耳介部においてコントロールと比較して同様に肉眼的な黒色化を認めた（Fig. 1A）。加えて、コントロール、ara-C または CPT-11 を投与したマウスと比較して、5-FU 投与マウスの臀部における黒色化部位の面積が有意に伸展していた（Fig. 1A, B）。さらに、足底部を観察したところ、CPT-11 投与マウスにおいて、顕著な黒色化を認めた。
3-2

耳介部における色素沈着におけるメラニン量増加
次に、5-FU による耳介部の色素沈着にメラニンの蓄積が関連しているかを明らかにする

ため、フォンタナマッソン染色を行った。その結果、5-FU 投与マウスにおいて、コントロー
ル、ara-C および CPT-11 投与マウスと比較して、メラニンが蓄積している傾向を認めた（Fig.
2A）。さらに、表皮におけるチロシナーゼの発現を免疫蛍光染色にて比較した。5-FU 投与
マウスの表皮中チロシナーゼは有意に多かった（Fig. 2B）。これらの結果より、5-FU による色素沈着の一因はチロシナーゼ発現増加によるメラニンの蓄積であることが示唆された
3-3

メラニン蓄積における血管の関与メラニンの過 剰産生には血管の増加が関与していることが報告されている。そこで、5-FU 投与マウスにおいて、血管が増加しているかを検討した。5-FU 投与マウスにおける血管マーカーである vWF の発現は、他のマウスと比較して、有意に多かった（Fig. 3A）。また、同じく血管マーカーである CD31 は 5-FU 投与マウスにおいて多い傾向だった（Fig. 3B）。
以上の結果より、5-FU によるチロシナーゼの過発現の一因として、5-FU による血管新生の促進が考えられた。

73

3-4

5-FU による色素沈着における炎症の関与
しばしば炎症により皮膚が黒色化することがあるため、各マウスの耳介部におけるマスト細胞数を比較した。その結果、コントロール、ara-C および CPT-11 投与マウスと比べ、5-FU 投与マウスの耳介部におけるマスト細胞数は有意に多かった（Fig. 4）。そのため、5-FU により炎症が誘導され、色素沈着が起こっている可能性が示された。
3-5

足底部のメラニン量の比較
次に、CPT-11 投与マウスの足底部において認められた黒色化にメラニンが関与しているか明らかにするため、各マウスの足底部のメラニン量を測定した。CPT-11 投与マウスの足底部におけるメラニン量はコントロール、5-FU または ara-C 投与マウスと比較して、有意に多かった。この結果より、CPT-11 による足底部の黒色化はメラニンの蓄積による色素沈着であることが示唆された。
3-6

CPT-11 による色素沈着に対する TA の有効性の検討
最後に、TA の CPT-11 による色素沈 着に対する有効性の有無を明らかにするため、CPT-11 と TA を併用投与し、足底部の黒色化部位の割合を比較した。その結果、コントロー
ルと比較して、CPT-11 単剤投与マウスにおいて黒色化部位の割合は高かったが、TA 単剤投与マウスと有意な差は認められなかった。また、併用投与マウスの黒色化部位の割合はCPT-11 単剤投与マウスと有意な差は無く、TA 単剤投与マウスと比較して有意に高かった。
これらの結果より、CPT-11 による色素沈着に対する TA の有効性は認められなかった。

４、考察
本研究において、5-FU により耳介部で血管が増加することで、メラニンの過剰産生により色素沈着が誘起されることが示唆された。さらに、その色素沈着には炎症が関与している可能性も示された。血管は血管内皮増殖因子（VEGF）やアンギオポエチン（Ang）-1 の増加や Ang-2 の減少によって増加する 7）。これらの因子は様々な刺激により増減するため、5-FU により血管細胞に作用し、VEGF や Ang-1 を自己分泌している可能性は十分に考えられる。また、血管細胞からの分泌物がメラニン産生細胞に作用し、チロシナーゼの発現を増加させるため、5-FU が血管細胞を刺激することで、過剰に分泌を行う可能性は否定できない。今後、in vitro 実験により詳しく検討を行う予定である。
TA は主にメラニンの過剰産生を抑制することで色素沈着を抑制する。本研究では、CPT-11によりメラニンが蓄積することで色素沈着が誘導されるが色素沈着に対し、TA は有効性を認められなかったため、CPTT-11 はメラニン産生を亢進することで色素沈着を誘導するのではない可能性が考えられた。メラニンの過剰産生以外の色素沈着の原因としてターンオーバーの抑制が74

ある 8)。L- システインやビタミン B2 等のビタミンは、ターンオーバーを促進し、メラニンを排出すると考えられている。また、ビタミン C はメラニンの過剰産生を抑制するだけでなく、メラニンをより色の薄い色素に還元する可能性がある。今後、CPT-11 とこれらのビタミン C を併用すること
で CPT-11 による色素沈着の発現機序を明らかにし、有効な一般用医薬品を探索することを予定している。

５、まとめ
本研究では、5-FU 投与マウスにおいて、チロシナーゼの発の増加によるメラニンの蓄積や炎症により色素沈着が誘起されることが示唆された。さらに、チロシナーゼの発現増加の一因として、5-FU により血管新生が促進されている可能性が示された。さらに、CPT-11 により足底部のメラニン蓄積による色素沈着が誘起されるが、その色素沈着には TA は有効ではないことが示唆された。これらの結果は、がん患者の外見の変化による QOL 低下を予防できるものとして期待できる。

６、調査・研究発表（口頭叉は誌上発表）
該当なし（誌上発表を準備中である。）

７、引用文献1)

K Nozawa, C Shimizu, M Kakimoto et al., Quantitative assessment of appearancechanges and related distress in cancer patients., Psychooncology, 22, 2140-7（2013）.

2)

日本がんサポーティブケア学会 , がん治療におけるアピアランスケアガイドライン 2021 年
版 , 金原出版

3)

S Ito and K Wakamatsu, Chemistry of mixed melanogenesis—pivotal roles ofdopaquinone. Photochemistry and photobiology, Photochem Photobiol, 84, 582-92（2008）.

4)

C Regazzetti, GM De Donatis, HH Ghorbel et al., Endothelial Cells Promote
Pigmentation through Endothelin Receptor B Activation, J Invest Dermatol, 135,3096-104（2015）.

5)

MP Pusztaszeri, W Seelentag, and FT Bosman, Immunohistochemical expression ofendothelial markers CD31, CD34, von Willebrand factor, and Fli-1 in normal human75

tissues, J Histochem Cytochem, 54, 385-95（2006）.
6)

MR Hossain, TM Ansary, M Komine, et al., Diversified Stimuli-Induced
Inflammatory Pathways Cause Skin Pigmentation, Int J Mol Sci, 22, 3970（2021）.

7)

P Saharinen, L Eklund, K Pulkki, et al., VEGF and angiopoietin signaling in tumor
angiogenesis and metastasis, Trends Mol Med, 17, 347-62（2011）.

8)

H Ando, A Ryu, A Hashimoto, et al., Linoleic acid and alpha-linolenic acid lightens
ultraviolet-induced hyperpigmentation of the skin, Arch Dermatol Res, 290, 375-81（1998）.

表、図および写真表、図および写真Fig. 1(A)(B)*

Pigmentation area (cm2)

1.00.80.6
0.4
0.20.0cont+ 5-FU+ Ara-C**

cont5-FU

Ara-C+ CPT-11(C)cont+ Ara-C+ 5-FU

Fig. 276+ CPT-11

CPT-11

cont
cont
cont
contAra-C++ Ara-C+ Ara-C+ Ara-C5-FU++ 5-FU+ 5-FU+ 5-FU

Fig. 22
Fig.
Fig. 2
Fig. 2

Fig.33Fig.
Fig. 377+ CPT-11
CPT-11++ CPT-11+ CPT-11

Fig. 4Fig.
Fig.44
Fig. 4

Fig. 5
Fig. 5Fig. 6
Fig. 678

Fig. 6
Fig. 679