| Project/Area Number |
22K07246
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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 50020:Tumor diagnostics and therapeutics-related
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
松本 孔貴 筑波大学, 医学医療系, 助教 (70510395)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
東 大志 熊本大学, 大学院先導機構, 准教授 (20613409)
熊田 博明 筑波大学, 医学医療系, 教授 (30354913)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
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| Keywords | ホウ素中性子捕捉療法（BNCT） / ホウ素製剤 / 超分子構造 / フェニルボロン酸（FPBA） / シアル酸 / 加速器BNCT / 放射線治療 / 粒子線治療 / ホウ素中性子捕捉療法(BNCT) / フェニルボロン酸(PBA) / ホウ素中性子捕捉療法 / BNCT / 超分子 / フェニルボロン酸 / 放射線がん治療 |
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| Outline of Research at the Start |
BNCTの普及と適応拡大を実現し、より多くの患者に恩恵を届けるには腫瘍特異的集積性を極限まで高める新規癌ターゲティング技術の導入が必要である。そこで本研究では、これまでの研究成果に新たに ④PBAのみならずがん細胞に高発現する葉酸受容体も標的とした葉酸(Folic acid: FA)修飾＝多標的化の実現、⑤超分子の変幻自在な動的特性を活用したPBAへの可動性の付与＝がん細胞表面のシアル酸の“空間的”分布を察知した高効率な腫瘍選択性、といった2つの特徴を追加した高効率性・高有効性・高安全性を有しながらも低価格な未来型ホウ素ナノ製剤を検証する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、現在BNCTで使用されている既存薬BPAの欠点を克服でき、異なる適応を示す新規ホウ素化合物FPBA-PRXの有効性、安全性、指摘適応を評価することを目的とする。本年度は、2022年度に実施した500mg/kgのFPBA-PRX投与と中性子線の併用では、中性子単独照射及び可動性の低いFPBAに比べて顕著な抗腫瘍効果の増強は見られたが、BPAと比べて十分な効果とは言えなかったため、投与量を2000mg/kgに増量したFPBA-PRXでの有効性評価を目的とし、また同濃度で薬物動態及び安全性の評価を行った。
2022年度と同様に実験にはシアル酸が高発現したColon26細胞を用いた。ATPアッセイを用いた細胞毒性評価では、12.5mg/ml以上の高濃度で12時間以上連続処理することで有意な細胞毒性が確認された。一方、マウスを用いた生体毒性試験では、FPBA-PRXを2500mg/kg投与した群でも、非投与群と比較して有意な体重減少は認められず、外観異常や有意な血球の変化も確認されなかった。10週齢のBALB/Cマウス右下肢にColon-26 細胞を移植し、腫瘍体積が300-500 mm^3に生育した段階で各実験に用いた。FPBA-PRX及びFPBA投与18時間後、BPA-h投与2時間後に血液及び腫瘍をサンプリングし、灰化処理後ICP-AESを用いてホウ素濃度を評価した。投与量は10B濃度が35ppmとなるように調整した。その結果、FPBA-PRXはFPBAよりも顕著に高い血中および腫瘍内ホウ素濃度を示した。有効性評価のため、同条件にて薬剤投与を行なった担がんマウスに対し、中性子線照射を行い、1ヶ月間の腫瘍増殖を解析した。その結果、同じ10B濃度（35 ppm）においてFPBA-PRXは可動性の低いFPBAだけでなく、既存薬であるBPA-fよりも高い抗腫瘍効果を示した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
BNCTの基礎実験に使用できる中性子線源が限定される中、2022年度と比較して本年度は筑波大学の加速器BNCT（茨城県東海村）に加え、京都大学複合原子力科学研究所が原子炉BNCT（大阪府泉南郡）の共同利用課題も採択されたことから、照射実験回数をある程度確保することができ、2022年度よりも高濃度のFPBA-PRXを用いた安全性評価、薬物動態評価及び有効性評価が実施できた。2022年度時点では、FPBA-PRXの溶解度も十分ではなく、最大500 mg/kgの投与が限界であったが、2023年度は、研究分担者である熊本大学の東大志先生のご尽力により、より高濃度での調製が可能な溶解方法を確認することができた。その結果、2022年度では中性子照射単独群及び低可動コントロールであるFPBAに比べ、FPBA-PRXによる顕著なBNCT治療効果を確認できたが、既存薬であるBPA-fのBNCT治療効果と比べて十分な効果とは言い難かった。この理由は、2022年度のFPBA-PRX最大投与量に含まれる10B濃度が8.75 ppmと極めて低く、従分なホウ素中性子捕捉反応（BNCR）が発生できなかったためであり、本年度は10B濃度を最大35 ppmまで高めることが可能となったため、同濃度のBPA-fと比べても顕著な抗腫瘍効果を発揮できたと考える。また、2023年の夏から茨城県東海村のBNCT施設内にICP-AESが導入されたこともあり、照射時の血中ホウ素濃度及び腫瘍内ホウ素濃度の測定が極めて簡便化されたため、複数回の測定実験も可能となり、信頼性のあるデータが取得できた。以上から、研究計画時に予定した本期間での有効性評価、薬物体内動態評価については、概ね順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
2024年度は、以下に示す①から④の項目について評価予定である。①BNCT不適応及び適応拡大候補がんに対する有効性評価を実施予定である。既に江戸川病院にて特定臨床研究として再発乳がんに対するBNCTが実施されている（5例が治療完了）。再発乳がんを含め、他の治療により予後の改善が見られない悪性度の高いがん種として膵臓がんも加え、FPBA-PRXによる有効性評価を実施する。②薬物動態評価として、血中及び腫瘍内のホウ素濃度評価は一部完了しているが、他の正常組織及び経時的な動態評価が不完全であるため、いばらき中性子医療研究センター内に設置されたICP-AESを用いた経時的な動態評価を実施する。③500mg/kgと2000mg/kgの低・高濃度投与量におけるFPBA-PRXの安全性及び有効性評価は実施済みであるが、より広範囲な濃度依存性を評価することで、各がん種における至適投与量を確認する。④FPBA-PRXのBNCT治療効果についてのメカニズム解析を行う、評価方法としては、照射した担がんマウスから摘出した腫瘍を用い、免疫組織化学染色による腫瘍増殖活性、アポトーシス頻度を解析し、また化学的作用機序として、γ-H2AX及び53BP1抗体を用いた蛍光染色法により、DNA損傷頻度と修復効率を比較する。これらの結果を総括し、既存薬であるBPA-fと比べたFPBA-PRXの安全性、有効性、効率性を明らかにする。
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