Blood-brain barrier opening and brain drug delivery by lipid bubble and MRI-guided transcranial ultrasound
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20H04554
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 90130:Medical systems-related
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| Research Institution | Teikyo University |
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Principal Investigator |
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉田 道春 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(医学系), 客員研究員 (00795437)
梅村 晋一郎 東北大学, 医工学研究科, 学術研究員 (20402787)
吉澤 晋 東北大学, 工学研究科, 教授 (30455802)
小俣 大樹 帝京大学, 薬学部, 講師 (80803113)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥17,810,000 (Direct Cost: ¥13,700,000、Indirect Cost: ¥4,110,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2021: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
Fiscal Year 2020: ¥7,150,000 (Direct Cost: ¥5,500,000、Indirect Cost: ¥1,650,000)
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| Keywords | 血液脳関門 / マイクロバブル / 超音波 / 認知症 / アルツハイマー病 / パーキンソン病 / 脳腫瘍 / LNP / DDS / BBBオープニング / 癌治療 / 血液脳関門開口 |
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| Outline of Research at the Start |
脳には血液と脳実質の間の物質移行を厳密に制御する血液脳関門（BBB）が存在するため、薬物による脳疾患治療に大きな障壁となっている。リピッドバブル（LB）と220kHz、500kHz経頭蓋集束超音波装置（FUS）を用いて、可逆的なBBB開口による脳内薬物送達の基礎実験を行う。正常ラットについてLBを静注後、頭部に220kHzまたは500kHz FUSを照射してBBB開口の効果と安全性をLB量、超音波パラメータを振って検討する。悪性神経膠腫F98細胞株移植ラットに対してテモゾロミドを静注後、LBを静注して220kHzまたは500kHz FUSを照射し、腫瘍内薬物濃度および抗腫瘍効果を評価する。
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| Outline of Final Research Achievements |
The efficacy of drug delivery technique (BUS-DDS) to the brain by opening the blood-brain barrier using lipid bubbles (LB) and focused ultrasound was investigated. Mice bearing Glioma261 brain tumors were treated with transcranial BUS-DDS (1 MHz, 0.4 MPa, 2 min) every 2 days for a total of 3 treatments significantly prolonged survival. BUS-DDS of luciferase-expressing mRNA-LNPs and ZsGreen1 mRNA-LNPs was examined, and high luciferase expression in brain parenchyma and increased expression of ZsGreen in vascular endothelial cells and glial cells were observed from 3D pharmacokinetic analysis.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
リピッドバブル（LB）と集束超音波を用いた血液脳関門開口による脳への薬物送達技術（BUS-DDS）によって、認知症、アルツハイマー病、パーキンソン病に対して、抗体、ADC、核酸治療薬や核酸治療薬-LNPの脳内送達が可能になった。LBのGMP製造と非臨床試験を早急に進め、LBの安全性を確立し、医師主導によって、ヒトに対して、TBとMRIガイド経頭蓋超音波治療機（tFUS）によるBUS-DDSの治療研究を進める必要がある。米国で超音波造影剤DefinityとtFUSによる治療研究が進められているが、日本においてDfinityをLBに置き換えて進めることが可能になった。
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Report
(4 results)
Research Products
(17 results)
