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The development of the drug delivery system via recombinant bifidobacteria aiming for an anti-cancer TNF-alpha preparation without adverse side effects.

Research Project

Project/Area Number 19K07172
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 47060:Clinical pharmacy-related
Research InstitutionTeikyo Heisei University

Principal Investigator

Taira Ikuko  帝京平成大学, 薬学部, 准教授 (60453693)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 石田 功  帝京平成大学, 薬学部, 教授 (00415556)
平 裕一郎  帝京平成大学, 薬学部, 教授 (20581953)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywords嫌気性菌 / 遺伝子組み換え微生物 / サイトカイン / 抗腫瘍効果 / 薬物送達 / 遺伝子組換え微生物 / 培地添加剤 / ビフィズス菌 / DDS / 抗腫瘍薬 / TNF-alpha
Outline of Research at the Start

代表的な炎症性サイトカインであるTNF-αは、腫瘍細胞をアポトーシスさせることから抗腫瘍薬として期待されてきましたが、全身投与した場合の副作用のため開発は進んでいません。本研究では、腫瘍組織特異的に集まるビフィズス菌の性質を応用し、可溶性TNF-αを分泌する遺伝子組換えビフィズス菌により腫瘍組織内にTNF-α の作用を限局させ、TNF-αによる副作用を回避しつつ腫瘍を内側から攻撃させる方法の確立を目標としています。製剤化を見据えたビフィズス菌の大量培養系の構築も目標の一つとし、組換えビフィズス菌製剤の実用化を目指します。

Outline of Final Research Achievements

TNF-α is a cytokine that causes apoptosis in tumor cells, and has been expected to be an antitumor medicine.
In this study, we accumulated data for the practical application of TNF-α-secreting recombinant bifidobacterium, named M4, as an anti-tumor drug. Initially, we identified malignant melanoma cells and colon cancer cells as applicable cancer types for M4. We also found that host immune function is involved in the antitumor effect of M4, and nitroglycerin preparation enhances the antitumor effect of M4.
Furthermore, in order to formulate the recombinant bifidobacterium as an injection, we established a culture medium composition that is safe for the human body using an endotoxin-free infusion preparation.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

TNF-αは、腫瘍細胞に対し殺細胞活性を示す一方、全身投与すると重篤な副作用が発現することも知られており、TNF-α製剤の実用化に当たっては腫瘍組織を標的とした薬物送達が必須である。我々がこれまでに作出したM4は、高い安全性をもって腫瘍組織にTNF-αを送達可能な担体である。本研究の成果から、M4は幅広いがん種に適応可能であり、また宿主免疫の活性化およびニトログリセリン製剤の併用によりその効果の増強が期待できる。さらに本研究成果である培養培地組成を、ビフィズス菌の製剤化、および栄養要求性株の選択に利用し、新たなビフィズス菌製剤開発に応用していきたい。

Report

(4 results)
  • 2023 Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2023 2020 Other

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (3 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Anti-tumor effect of a recombinant Bifidobacterium strain secreting a claudin-targeting molecule in a mouse breast cancer model2020

    • Author(s)
      Yoshimi Shimizu, Katsuhiro Isoda, Yuichiro Taira, Ikuko Taira, Masuo Kondoh, Isao Ishida
    • Journal Title

      Eur J Pharmacol .

      Volume: 887 Pages: 173596-173596

    • DOI

      10.1016/j.ejphar.2020.173596

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 人体への安全性を考慮したビフィズス菌培養法2023

    • Author(s)
      平 郁子、平 裕一郎、斎藤 浩美、磯田 勝広、清水 芳実、石田 功
    • Organizer
      日本薬学会 第143年会(札幌) 2023年3月27日(月)
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  • [Presentation] 抗メソテリン-VHH抗体の性状解析とがん細胞株を用いた評価2023

    • Author(s)
      清水 芳実、常行 航平、古川 祥平、磯田 勝広、平 裕一郎、平 郁子、石田 功
    • Organizer
      日本薬学会 第143年会(札幌) 2023年3月26日(日)
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  • [Presentation] 偏性嫌気性細菌を用いたトリプルネガティブ乳がん治療薬の開発2020

    • Author(s)
      清水 芳実、中山 未希、篠原 華穂、磯田 勝広、平 裕一郎、平 郁子、斎藤 浩美、石田 功
    • Organizer
      日本薬学会 第141年会(広島)
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Remarks] 帝京平成大学薬学部薬学科 生体防御教育研究部門 DDSユニット

    • URL

      https://pharm.thu.ac.jp/research/unit/dds.html

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  • [Remarks] 帝京平成大学薬学部薬学科 生体防御教育研究部門 抗体・DDSユニット

    • URL

      https://pharm.thu.ac.jp/research/unit/dds.html

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Published: 2019-04-18   Modified: 2025-01-30  

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