腫瘍での光増感剤産生を指向した機能性分子の創成

• Project/Area Number: 21K18069
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 90120:Biomaterials-related
• Research Institution: National Defense Medical College
• Principal Investigator: 山田 直生 防衛医科大学校(医学教育部医学科進学課程及び専門課程、動物実験施設、共同利用研究施設、病院並びに防衛, 生理学, 助教 (00837370)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2023: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
• Keywords: 光線力学療法 / 5-アミノレブリン酸

Outline of Research at the Start

本研究では埋込み型発光デバイスを用いた光線力学療法(PDT)の高効率化に向けて、有機合成手法を駆使し、腫瘍で選択的かつ持続的に光増感剤を産生可能なシステムを構築する。具体的には、光照射下にある腫瘍細胞内でのみ光増感剤に転化されること(=腫瘍選択性)を期待し、光増感剤の代謝前駆体に光分解性保護基を修飾した薬剤分子を合成する。この薬剤分子に長期血中滞留性が期待できる構造を付与することで、数時間から数日の長期にわたり腫瘍へ薬剤分子を供給し(=持続性)、その後薬剤分子から光増感剤が産生されることを狙う。

Outline of Annual Research Achievements

本年度は，昨年度確立した合成経路において，スケールアップが可能かどうかを検討した。数mgのスケールにおいては昨年度の経路で化合物が収率よく得られるものの，数100mgスケールにすると目的化合物が数mg程度しか得られなかった。そこで合成経路の検討を重ねた結果，数100mgのスケールでも収率60%程度で目的化合物を得られる合成経路を確立した。得られた化合物を細胞に添加したところ，光増感剤のPPIXの産生を確認し，さらに細胞内グルタチオンの減少も確認した。当初の計画とは異なるものの，本研究成果は高効率なPDTにつながるものであり，本研究成果を特許として出願する予定である。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

当初の予定とは異なるものの，合成した化合物が細胞内で機能することを明らかにしており，特許出願の目処も立っている。2年度目の結果としては十分であり，順調に進展していると考えられる。

Strategy for Future Research Activity

上記の通り，まずはここまで得られた結果をまとめ特許として出願する予定である。その後，得られた化合物の生体内での機能を実験動物を用いて評価する予定である。具体的には光増感剤の体内分布や実際のPDT治療効果を検証する。さらに，合成した化合物が有する細胞内グルタチオンを減少させる効果が，フェロトーシスなど他の細胞死を誘導する可能性についても評価を進める予定である。