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Development of a novel hyperthermic immunotherapy by selective delivery of nano-DDS and therapeutic molecules for pancreas cancer treatment

Research Project

Project/Area Number 19H03387
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 47060:Clinical pharmacy-related
Research InstitutionChiba University

Principal Investigator

Hiroto Hatakeyama  千葉大学, 大学院薬学研究院, 准教授 (70504786)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 新留 琢郎  熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 教授 (20264210)
佐野 誠 (SanoMakoto)  日本大学, 医学部, 准教授 (70339323)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥16,510,000 (Direct Cost: ¥12,700,000、Indirect Cost: ¥3,810,000)
Fiscal Year 2021: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
Fiscal Year 2020: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
Fiscal Year 2019: ¥6,630,000 (Direct Cost: ¥5,100,000、Indirect Cost: ¥1,530,000)
Keywords腹腔内投与 / 免疫チェックポイント阻害剤 / 腹膜播種 / 脂質ナノ粒子 / 温熱療法 / 膵癌 / DDS / がん免疫治療 / 温熱治療 / KPCマウス
Outline of Research at the Start

免疫チェックポイント阻害剤による膵癌治療には、間質により妨げられる抗体医薬やT細胞の膵癌への移行と低い免疫原性を克服する必要がある。CTGFのKDは膵癌の間質の減少が期待でき、抗体医薬とT細胞移行の改善が予想される。CTGFは温熱耐性因子であり、CTGFのKDは温熱治療による効率的な免疫原性の向上が期待できる。またi.p.経路は膵臓選択的な高分子の移行経路であることを見出した。本研究はi.p.経路によるナノDDSを用いた膵癌組織におけるCTGFのKDを起点として、間質減少と金ナノロッドによる温熱治療感受性化を引き起こし、膵癌における免疫チェックポイント阻害剤治療の実現を行う。

Outline of Final Research Achievements

Therapeutic outcomes of immune checkpoint inhibitors (ICIs) for pancreatic cancer and peritoneal dissemination are not efficient due to poor drug delivery. We found that intraperitoneal (ip) administration of ICIs and lipid nanoparticles (LNPs), which is different from clinically utilized intravenous (iv) injection, increased the delivered amount of ICIs and LNPs by 10-fild compared to iv injection. ip injected ICIs and LNPs directly penetrated to ip tumors, which resulted in superior therapeutic efficacy to iv injection. These findings provide the basis for the development of a novel thermo-immunotherapy for pancreatic cancer and peritoneal dissemination by ICIs and hyperthermia with inhibition of a thermoresistant mechanism by delivering nucleic acids molecules with LNPs using ip route.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

免疫チェックポイント阻害剤(ICI)は臨床で静脈内(iv)投与されるが、腹腔内腫瘍への送達効率は悪く十分な治療効果は得られていない。本研究を通じて、腹腔内(ip)投与はICIの腹腔内腫瘍への送達のメカニズムを評価し腹膜播種治療に有用な投与経路であることを明らかとした。本知見は100ナノメートルの脂質ナノ粒子(LNP)にも適応され、LNPを用いた核酸医薬による腹膜播種治療の可能性を拓くものである。本研究で得られた知見は、今後膵癌をはじめ腹膜播種を伴う予後が極めて悪い難治性疾患治療におけるip投与経路の臨床研究への基盤となる。

Report

(4 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • Research Products

    (44 results)

All 2022 2021 2020 2019 Other

All Journal Article (9 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 4 results) Presentation (32 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 8 results) Book (1 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Combined nano cancer immunotherapy based on immune status in a tumor microenvironment2022

    • Author(s)
      Nakamura Takashi、Kawakami Kyoko、Nomura Momoka、Sato Yusuke、Hyodo Mamoru、Hatakeyama Hiroto、Hayakawa Yoshihiro、Harashima Hideyoshi
    • Journal Title

      Journal of Controlled Release

      Volume: 345 Pages: 200-213

    • DOI

      10.1016/j.jconrel.2022.03.026

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      Kanamori Taisei、Miyazaki Natumi、Aoki Shigeki、Ito Kousei、Hisaka Akihiro、Hatakeyama Hiroto
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 11 Issue: 1 Pages: 114726-114726

    • DOI

      10.1038/s41598-021-94031-9

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    • Author(s)
      畠山 浩人
    • Journal Title

      Journal of Pharmaceutical Science and Technology, Japan

      Volume: 81 Issue: 1 Pages: 75-80

    • DOI

      10.14843/jpstj.81.75

    • NAID

      130007965646

    • ISSN
      0372-7629, 2188-3149
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      Kurino T, Matsuda R, Terui A, Suzuki H, Kokubo T, Uehara T, Arano Y, Hisaka A, Hatakeyama H
    • Journal Title

      J Immunother Cancer

      Volume: 8(1) Issue: 1 Pages: e000400-e000400

    • DOI

      10.1136/jitc-2019-000400

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      Tomizawa S, Tamori M, Tanaka A, Utsumi N, Sato H, Hatakeyama H, Hisaka A, Kohama T, Yamagata K, Honda T, Nakamura H, Murayama T
    • Journal Title

      Biochim Biophys Acta Mol Cell Biol Lipids

      Volume: 1865 Issue: 6 Pages: 158675-158675

    • DOI

      10.1016/j.bbalip.2020.158675

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      Hisaka Akihiro、Yoshioka Hideki、Hatakeyama Hiroto、Sato Hiromi、Onouchi Yoshihiro、Anzai Naohiko
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      Journal of Clinical Medicine

      Volume: 9 Issue: 6 Pages: 1904-1904

    • DOI

      10.3390/jcm9061904

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      Cancers

      Volume: 12 Issue: 12 Pages: 3630-3630

    • DOI

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      畠山 浩人
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      Volume: 56 Issue: 8 Pages: 760-764

    • DOI

      10.14894/faruawpsj.56.8_760

    • NAID

      130007883706

    • ISSN
      0014-8601, 2189-7026
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      Cao Q, Zhou M, Wang W, Shi S, Zhao J, Geng Ku, Huang Q, Wen X, Li F, Hatakeyama H, Xu C, Piwnica-Worms D, Peng W, Zhou D, Sood AK, Li C
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      Nanomedicine

      Volume: 25 Pages: 102169-102169

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      Khalil IA, Hatakeyama H, Nakamura T, Harashima H
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      319
    • Publisher
      Springer
    • ISBN
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Published: 2019-04-18   Modified: 2023-01-30  

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