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 蛍光内視鏡は革命を起こすか?

「特殊な波長の光を内視鏡に応用する」というアイデアは実は大変古いものです。東大で崎田博士が胃カメラを開発してすぐに、昭和30年代に東大で紫外線・蛍光内視鏡の開発が始まりました。しかし、それらは「初期の解像度の低いカメラで、何とか早期癌を見つけられないか?」という必要性から研究されたもので、カメラの解像度が向上すると研究は中止になりました。


 世界最初の蛍光胃カメラの写真(金子栄蔵博士)


最近、再び「最新の高解像度内視鏡に特殊光を応用し更に精度を高める」という研究が盛んです。それは「分子生物学・量子物理学」により生まれ変わった技術と言えます。

これは京都府立医科大学・松哲郎博士達が開発した蛍光内視鏡の写真です。通常は解りにくい大腸ポリープ(左)が、明瞭に見えます(右)

どうして、このようなことが可能かというと・・・・

「細胞は腫瘍化すると、酸素不足になりNADHという物質が増える」ことを利用してNADHが特異的に発光する波長の光を当てているからです。

少し「高校の生物」の復習をします・・・・

細胞は糖を分解しNADHを作り、最後は酸素を利用してエネルギー(ATP)を作ります

 

しかし酸素が無いとNADHは消費されずに蓄積します。腫瘍細胞は「過剰に」糖を取り込むため(この性質を利用したのがPETです)、相対的に酸素が不足しNADHが過剰状態になります(ワールブルク効果と言います)


このような技術が完成すれば「研修医が内視鏡をしても超微小な腫瘍を100%の精度で見つける」ことが可能であり「究極の内視鏡」と言えます

しかし・・・・・問題点もあります

まず・・・・ワールブルク効果は全ての腫瘍に超早期に必ず起こるとは限らないということです。最近の研究で細胞の過剰分裂(腫瘍化)と細胞の過剰成長(栄養の過剰取り込み=ワールブルク効果=分子生物学ではAkt伝達系と言います)は独立した別の現象であることが解っています。

これはPETの精度が必ずしも100%でないのと事情が似ています。

 

また酸素が欠乏してもNADHはATP産生のために「再利用」されます。これが「発酵」で乳酸が作られます。腫瘍化すれば,直ちに「NADHが、どんどん、蓄積する訳」ではありません


わずか1個の超初期の腫瘍細胞内に「どんどん蓄積される物質」があります。それは「カテニン」というタンパクです

カテニンは正常大腸細胞には、ほとんど無くWntあるいはAPC遺伝子に異常が起こると細胞内に大量に蓄積します。事実上、「大腸細胞の腫瘍化」と「大腸細胞内にカテニンが蓄積する」というのは「イコール」なのです。


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理論的にはカテニンを特異的に発光させるような波長の光が見つかれば・・・・「研修医が施行しても、わずか1個の細胞から成る大腸ポリープも100%見落とさない」究極の内視鏡が完成するでしょう。

量子物理学と高分子構造学の進歩、スーパーコンピューターの進歩で、そう遠くない将来と思います(人の全ゲノムが解析され、今、全タンパクの立体構造の解析・データベース化が進んでいます。これが完成すれば、あとは・・・・相対性理論と量子論の方程式からスーパーコンピューターが答えを出してくれるでしょう)


 

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ACF
癌センター・落合,中釜博士の論文より

未来の内視鏡は・・・・コンピューターが蛍光を自動検出し、自動的にレーザーで焼き「顕微鏡レベルの超微小腫瘍(これは専門的にはACF= Aberrant crypt foci  と呼ばれています)」を全て根治する。経験の浅い医師も全員が「見落としゼロの名医」になる・・・・そんな時代が来るかもしれません

 

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