Engineering probiotic biohydrogen micro-factories to initiate reductive stress for boosting tumor vulnerability.
酸化還元恒常性の破綻は細胞代謝に深刻な影響を与える。本研究では、Enterobacter aerogenesをゲル系マイクロカプセルに封入したプロバイオティクス生物水素マイクロカプセル（PBMC）を設計し、腫瘍微小環境内での持続的なH2産生を実現した。PBMCは8種の腫瘍細胞株および薬剤耐性がん細胞の増殖を抑制し、4T1細胞においてGSH/GSSG比の有意な上昇による還元ストレスを誘導した。乳がん・黒色腫・肝がんモデルで顕著な抗腫瘍効果が確認され、PI3K-AKT経路の抑制とMAPK経路の活性化が細胞周期停止とアポトーシスの主要機序として同定された。化学療法薬との併用では、前浸潤がんの増殖および肺転移の強力な抑制が示された。
PBMCから持続放出されたH2がGSH/GSSG比を上昇させて還元ストレスを誘導し、PI3K-AKT経路の抑制とMAPK経路の活性化を介して細胞周期停止およびアポトーシスを引き起こす。
細胞・分子レベルの基礎研究です。ヒトでの応用には吸入経路が最も有望な投与方法とされますが、吸入応用にあたっては爆発リスクを伴うため使用濃度に注意が必要です（LFL 実証値 10%、高濃度機は非推奨）。
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