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Development of theranostics-type bone-targeted nanodrug carrier for the efficient diagnosis and treatment of bone metastasis

Research Project

Project/Area Number 19H04473
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 90120:Biomaterials-related
Research InstitutionKyoto Pharmaceutical University

Principal Investigator

Katsumi Hidemasa  京都薬科大学, 薬学部, 准教授 (30434666)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 山本 昌  京都薬科大学, 薬学部, 教授 (00166779)
木村 寛之  京都薬科大学, 薬学部, 准教授 (50437240)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥13,910,000 (Direct Cost: ¥10,700,000、Indirect Cost: ¥3,210,000)
Fiscal Year 2021: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2020: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2019: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000)
Keywords薬学 / ドラッグデリバリーシステム / ターゲティング / 骨 / セラノスティクス / 骨転移
Outline of Research at the Start

骨転移は難治性癌性疼痛等を伴い患者の QOL の低下及び死期を早めることから、その診断・治療法の開発が切望される。しかしながら、通常の診断薬や治療薬の骨移行性は不十分であるため、骨転移の高精度診断及び治療の実現は困難な状況にある。そこで本研究では、骨転移の高精度かつ効果的な画像診断・治療システムの開発を目指して、診断用のイメージング分子及び治療薬を効率よく骨転移部位に送達可能なハイブリッド型ナノ粒子を創製する。本研究では、独自の骨標的化技術に基づきイメージング分子と抗癌剤を同時に効率よく骨転移部位に送達可能な高分子ミセルを新たに開発し、骨転移の高精度診断・効率的治療法を世界に先駆けて構築する。

Outline of Final Research Achievements

Based on bone targeting technology based on aspartic acid (Asp) modification, we aimed to develop nanoparticles that can efficiently deliver imaging molecules, therapeutic radionuclides and anticancer agents to bone metastases site. By conjugating the hydrophilic group and the hydrophobic group to the terminal group of the Asp-modified branched polymer, we prepared an amphipathic polymer that becomes nanoparticles (micelles) in solution. Anticancer drugs selectively distributed to bone by using Asp-modified nanoparticles after intravenous injection in mice. In tissue distribution imaging by SPECT/CT, bone-selective pharmacokinetics of [111In]Asp-modified nanoparticles were observed. In bone metastasis model mice, administration of anticancer drug-loaded Asp-modified nanoparticles and [90Y] Asp-modified nanoparticles was found to significantly suppress tumor growth in the lower limb bone.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

骨転移は難治性癌性疼痛等の骨関連事象を伴い患者の QOL の低下ひいては死期を早めることから、その診断・治療法の開発が切望される。本研究では、抗癌剤やイメージング用・治療用放射性核種などを効率良く骨へ送達可能な薬物ナノ粒子を開発することに成功した。これらの知見は骨転移診断・治療法の開発に対して有用な情報を提供するものであると考える。

Report

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

    (8 results)

All 2021 2020 2019

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (7 results) (of which Invited: 3 results)

  • [Journal Article] Dendrimer-based micelles with highly potent targeting to sites of active bone turnover for the treatment of bone metastasis2020

    • Author(s)
      Shugo Yamashita、Hidemasa Katsumi、Erika Shimizu、Yuto Nakao、Ayane Yoshioka、Minako Fukui、Hiroyuki Kimura、Toshiyasu Sakane、Akira Yamamoto
    • Journal Title

      European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics

      Volume: 157 Pages: 85-96

    • DOI

      10.1016/j.ejpb.2020.10.001

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Aspartic acid modified dendrimer-based micelle as a highly potent bone resorption surface-targeting nano-carrier for the efficient treatment of bone metastasis2021

    • Author(s)
      Hidemasa Katsumi, Shugo Yamashita, Erika Shimizu, Yuto Nakao, Akiko Tanaka, Tomoyuki Furubayashi, Masaki Morishita, Toshiyasu Sakane and Akira Yamamoto
    • Organizer
      The Annual Meeting of the Japanese Society for the Study of Xenobiotics in Takasaki
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] アミノ酸修飾を利用した骨または腎臓へのターゲティング型DDSの開発2021

    • Author(s)
      勝見英正, 森下将輝, 山本 昌
    • Organizer
      日本薬学会第141年会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] アミノ酸クラスターを利用したターゲティング型DDSの開発とがんのセラノスティクスへの展開2020

    • Author(s)
      勝見英正, 森下将輝, 山本 昌
    • Organizer
      第36回日本DDS学会学術集会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Aspartic acid modified dendrimer-based micelle as a highly potent bone resorption surface-targeting nano-carrier for the efficient treatment of bone metastasis2020

    • Author(s)
      Hidemasa Katsumi, Shugo Yamashita, Erika Shimizu, Yuto Nakao, Masaki Morishita, Toshiyasu Sakane and Akira Yamamoto
    • Organizer
      7th FIP Pharmaceutical Sciences World Congress 2020
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] アスパラギン酸修飾ナノキャリアを用いた抗癌剤の骨標的化による骨転移抑制2020

    • Author(s)
      吉岡綾音、勝見英正、福井美奈子、高木千聖、山下修吾、木村寛之、 湯谷玲子、田中晶子、古林呂之、森下将輝、坂根稔康、山本 昌
    • Organizer
      第70回日本薬学会関西支部総会・大会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] アミノ酸クラスターを利用したターゲティング型DDSの開発とがんのセラノスティクスへの展開2020

    • Author(s)
      勝見英正, 森下将輝, 山本 昌
    • Organizer
      日本薬学会第140年会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] アスパラギン酸修飾を利用した骨標的化DDSの開発2019

    • Author(s)
      吉岡綾音, 勝見英正, 福井美奈子, 高木千聖, 山下修吾, 木村寛之, 森下将輝, 坂根稔康, 山本 昌
    • Organizer
      第69回日本薬学会関西支部総会・大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report

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Published: 2019-04-18   Modified: 2023-01-30  

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