Enhancement of radiation-induced cancer cell death using active targetting gold nanoparticles
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21K07697
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 52040:Radiological sciences-related
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| Research Institution | University of Toyama |
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Principal Investigator |
近藤 隆 富山大学, 医学部, 名誉教授 (40143937)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
三澤 雅樹 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 主任研究員 (60358083)
齋藤 淳一 富山大学, 学術研究部医学系, 教授 (70572816)
趙 慶利 富山大学, 学術研究部医学系, 助教 (90313593)
古澤 之裕 富山県立大学, 工学部, 准教授 (80632306)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
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| Keywords | 金ナノ粒子 / ナノメディシン / 放射線 / アクティブターゲティング / ナノ粒子 / 超音波 / 大気圧プラズマ / アポトーシス |
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| Outline of Research at the Start |
金ナノ粒子と放射線との併用ではサイズや表面修飾の重要性が判明し、放射線増感効果の検証とメカニズムの解明は急務である。そこで、金ナノ粒子のアクティブターゲッティングを利用した放射線癌細胞死の増強法を目指す。初めにサイズ、表面修飾の違いによる水溶液系での活性酸素種生成と細胞致死効果を調べる。次に細胞表面修飾の点から細胞死のメカニズムを検証する。また、分子レベルで相互作用と増強メカニズムの解明のため、超音波、大気圧プラズマや温熱との併用を目指すとともに、選択的な細胞死制御による放射線ナノメディシンの確立を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
アクティブターゲティングナノ粒子を用いた放射線増強を目指して、EGRF抗体をリポソーム化して５nm金ナノ粒子を含む製剤を作製した。当初、高濃度の金コロイドを直接、培地に投与したが、凝集（塩析）するため、細胞には取り込まれないことが判明した。そこで、リポソームに包むことを考えた。また、リポソームに架橋剤を介して、抗体を接合し、抗体リポソームを合成し、金ナノ粒子を内包させた。金ナノ粒子と抗体リポソームを別々に合成し、混合させて、内包されない金ナノ粒子を除去した。1つの150nmサイズのリポソームに、数個の金ナノ粒子が含まれることを透過型電子顕微鏡で確認した。金ナノ粒子をFITC、リポソームをローダミン標識して細胞に投与し、細胞1個あたりの蛍光強度を測定したところ、培養時間に比例して、リポソームも、金ナノ粒子も、細胞内への取り込みが増加した。また、静脈注射と腫瘍内注射による生体内分布についてイメージング技術を用いて検討した。その結果、静脈内投与では腎臓、肝臓、肺に多く集積した。腫瘍内投与では臓器中の集積度は高かったが、静脈内投与時の腫瘍内集積と大きな差はなかった。本検討では動物実験用の濃度を高めた抗体金ナノ粒子（＞１０mg/mL）は、相当量作るのが難しく、うまく動物に投与できるまでは至らなかった。その他、金ナノ粒子や他の金属ナノ粒子を用いて大気圧プラズマ等、他の物理的手法でも増感効果が期待できないか、試行研究を実施した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
インビトロの実験では予想に合う結果が得られてても生体内投与で期待した効果を得ようとすると投与時の濃度を高める必要があり、この作製に困難があった。
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| Strategy for Future Research Activity |
生体内投与の関する課題解決に関する対策を検討するとともに、金ナノ粒子を用いた物理的増感効果について、対象を放射線に限定せず、放射線類似作用を有する大気圧プラズマにも広げ検討する。
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Report
(2 results)
Research Products
(19 results)
