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Development of radiosensitized nanoparticles for all cancers using simple and innovative surface-modified DDS

Research Project

Project/Area Number 22K07771
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 52040:Radiological sciences-related
Research InstitutionKobe University

Principal Investigator

赤坂 浩亮  神戸大学, 医学研究科, 特命助教(PD) (20707161)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 荻野 千秋  神戸大学, 工学研究科, 教授 (00313693)
佐々木 良平  神戸大学, 医学部附属病院, 教授 (30346267)
宮脇 大輔  神戸大学, 医学部附属病院, 特命准教授 (30546502)
中山 雅央  神戸大学, 医学研究科, 医学研究員 (60582004)
椋本 成俊  神戸大学, 医学部附属病院, 特命助教 (70634278)
清水 康之  神戸大学, 医学部附属病院, 特命技術員 (80824234)
Project Period (FY) 2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Keywordsナノ粒子 / MPN / 放射線 / DDS / 表面修飾 / 難治腫瘍 / 放射線治療 / 過酸化チタンナノ粒子 / 放射線増感 / 金属ナノ粒子
Outline of Research at the Start

申請者らは放射線と併用することで大量の活性酸素を産生し、放射線増感効果を顕著に増加させる過酸化チタンナノ粒子の開発に成功した。従来の課題であった腫瘍への送達性と生体安全性に対して、申請者らはメルボルン大学のグループが開発したAPS (Antibody Polyphenol System)と呼ばれる技術を応用することで、解決に成功した。本申請において、我々はAPS-過酸化チタンナノ粒子の臨床応用に向け、①多種の抗体に対応したAPSの合成、②各種がん細胞への特異的集積性、③放射線増感効果、④生体安全性の具体的な4課題を評価し、臨床試験を見据えた非臨床試験の準備に取り組む。

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は外科的切除が困難かつ、放射線や抗がん剤の効果が乏しい進行がんや難治がんに対して、我々が国際共同開発を行っているAPS-過酸化チタンナノ粒子の臨床応用に向けた基礎データを取得することである。この目標達成のために設定した研究項目は①多種の抗体に対応したAPSの合成、②各種がん細胞への特異的集積性の評価、③放射線増感効果の評価、④生体安全性の評価である。このうち当該年度に実施した研究は、「APS-過酸化チタンナノ粒子の粒径とz電位の評価」、「APS-過酸化チタンナノ粒子のTEM画像の撮影」、「APS-過酸化チタンナノ粒子のマウス体内分布の評価」の3項目である。
第一にzetasizerを用いて粒径分布とz電位の測定を実施した。粒径はナノ粒子の表面をantiCD44抗体で修飾した場合でも、修飾しない場合と有意差のないサイズ(100nm前後)であった。z電位に関しても抗体の修飾の有無に関係なく同程度であった。
第二にTEMによる視覚的な評価を実施した。撮影したTEM画像では、antiCD44抗体の修飾による凝集は認められなかった。
第三にAPS-過酸化チタンナノ粒子をマウスに投与した際のナノ粒子の体内分布をIVISを用いて撮影した。ナノ粒子の表面修飾にはantiCD44を用いたので、CD44陽性のMDA-MB-231細胞をマウスに移植し、生着したその腫瘍へのAPS-過酸化チタンナノ粒子の局所投与を実施し、一定時間後にIVISによる撮影を行った。その結果、antiCD44で修飾されていないナノ粒子よりもantiCD44で修飾されているナノ粒子の方が腫瘍部への滞留性が良い傾向が得られている。当該項目に関しては、実施したマウスのn数が少なく統計的に不確かさが残るので、現在も引き続いて実験中である。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

antiCD44抗体による評価はおおむね順調に進行しているが、動物実験の段階で想像以上に時間がかかってしまい、他の抗体での評価に移行するのがやや遅れている状況である。しかし、antiCD44での評価が全て終わったのちは、同様の評価を他の抗体に対しても実施するだけなので、一気にデータを取得することができると予想している。

Strategy for Future Research Activity

まずはantiCD44を用いたAPSの評価を終わらせることを最優先にする。その後、antiCD44での評価に用いた手法を他の抗体のAPSでも用いて、加速的にデータを取得する。

Report

(2 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2024 2023 2022

All Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 5 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Evaluation of robustness of optimization methods in breast intensity-modulated radiation therapy using TomoTherapy2024

    • Author(s)
      Oki Yuya、Akasaka Hiroaki、Uehara Kazuyuki、Mizonobe Kazufusa、Sawada Masanobu、Nagata Junya、Harada Aya、Mayahara Hiroshi
    • Journal Title

      Physical and Engineering Sciences in Medicine

      Volume: Jan 24 Issue: 2 Pages: 1-11

    • DOI

      10.1007/s13246-023-01377-7

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Respiratory motion tracking of spine stereotactic radiotherapy in prone position2023

    • Author(s)
      Mizonobe Kazufusa、Akasaka Hiroaki、Uehara Kazuyuki、Oki Yuya、Nakayama Masao、Tamura Shuhei、Munetomo Yoshiki、Kubo Katsumaro、Kawaguchi Hiroki、Harada Aya、Mayahara Hiroshi
    • Journal Title

      Journal of Applied Clinical Medical Physics

      Volume: 23 Issue: 5 Pages: 1-10

    • DOI

      10.1002/acm2.13910

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Fiducial marker position affects target volume in stereotactic lung irradiation2022

    • Author(s)
      Akasaka Hiroaki、Mizonobe Kazufusa、Oki Yuya、Uehara Kazuyuki、Nakayama Masao、Tamura Shuhei、Munetomo Yoshiki、Kawaguchi Haruna、Ishida Jun、Harada Aya、Ishihara Takeaki、Kubota Hikaru、Kawaguchi Hiroki、Sasaki Ryohei、Mayahara Hiroshi
    • Journal Title

      Journal of Applied Clinical Medical Physics

      Volume: ‐ Issue: 6 Pages: 1-10

    • DOI

      10.1002/acm2.13596

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Gafchromic EBT3 Film Measurements of Dose Enhancement Effects by Metallic Nanoparticles for 192Ir Brachytherapy, Proton, Photon and Electron Radiotherapy2022

    • Author(s)
      Sisin Noor Nabilah Talik、Rashid Raizulnasuha Ab、Abdullah Reduan、Razak Khairunisak Abdul、Geso Moshi、Akasaka Hiroaki、Sasaki Ryohei、Tominaga Takahiro、Miura Hayato、Nishi Masashi、Rahman Wan Nordiana
    • Journal Title

      Radiation

      Volume: 2 Issue: 1 Pages: 130-148

    • DOI

      10.3390/radiation2010010

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] <i>In vivo</i> stealthified molecularly imprinted polymer nanogels incorporated with gold nanoparticles for radiation therapy2022

    • Author(s)
      Kitayama Yukiya、Yamada Takuya、Kiguchi Kentaro、Yoshida Aoi、Hayashi Shuhei、Akasaka Hiroaki、Igarashi Kazunori、Nishimura Yuya、Matsumoto Yu、Sasaki Ryohei、Takano Eri、Sunayama Hirobumi、Takeuchi Toshifumi
    • Journal Title

      Journal of Materials Chemistry B

      Volume: 10 Issue: 35 Pages: 6784-6791

    • DOI

      10.1039/d2tb00481j

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Reactive oxygen species-inducing titanium peroxide nanoparticles as promising radiosensitizers for eliminating pancreatic cancer stem cells2022

    • Author(s)
      Salah Mohammed、Akasaka Hiroaki、Shimizu Yasuyuki、Morita Kenta、Nishimura Yuya、Kubota Hikaru、Kawaguchi Hiroki、Sogawa Tomomi、Mukumoto Naritoshi、Ogino Chiaki、Sasaki Ryohei
    • Journal Title

      Journal of Experimental &amp; Clinical Cancer Research

      Volume: 41 Issue: 1 Pages: 146-146

    • DOI

      10.1186/s13046-022-02358-6

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Association of Fiducial Marker Position with Target Volume in Stereotactic Lung Irradiation: A Cross-Sectional Study2022

    • Author(s)
      1.Hiroaki Akasaka, Kazufusa Mizonobe, Yuya Oki, Kazuyuki Uehara, Shuhei Tamura, Yoshiki Munetomo, Aya Harada, Masao Nakayama, Haruna Kawaguchi and Hiroshi Mayahara
    • Organizer
      AAPM
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Safety and Efficacy of Transvenous Fiducial Marker Placement for Stereotactic Body Radiotherapy of Malignant Lung Tumors2022

    • Author(s)
      2.Haruna Kawaguchi, Jun Ishida, Chihiro Shindo, Hiroki Horinouchi, Kazuki Terashima, Hiroshi Mayahara, Hiroaki Akasaka, Kazufusa Mizonobe, Masahiko Fujii
    • Organizer
      JRS
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] The position variation between fiducial marker and tumor according to respiratory motion of 250 patients treated by CyberKnife2022

    • Author(s)
      3.Hiroaki Akasaka, Kazufusa Mizonobe, Yuya Oki, Kazuyuki Uehara, Shuhei Tamura, Yoshiki Munetomo, Takeaki Ishihara, Haruna Kawaguchi, Jun Ishida and Hiroshi Mayahara
    • Organizer
      JSMP
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Development of Stoichiometric calibration method for MVCT to MD table on Tomotherapy2022

    • Author(s)
      4.Shogo Tsunemine, Shuichi Ozawa, Minoru Nakao, Hideharu Miura, Daisuke Kawahara, Akito Saito, Yasuhiko Onishi, Takashi Onishi, Mamoru Ichiki, Satoru Sugimoto, Tatsuya Inoue, Hiroaki Akasaka, Yuya Oki, Hidetoshi Yamasaki, Tsutomu Maruta, Yuji Murakami and Yasushi Nagata
    • Organizer
      JSMP
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Clinical log file analysis for assessing the tracking accuracy of stereotactic spinal radiosurgery in prone position2022

    • Author(s)
      5.Kazufusa Mizonobe, Kazuyuki Uehara, Hiroaki Akasaka, Yuya Oki, Syuhei Tamura, Yoshiki Munetomo, Hiroshi Mayahara
    • Organizer
      JSMP
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Book] 測定ベースのIMRT QAにおける許容限界及び方法論 米国医学物理学会治療物理委員会タスクグループ218勧告 日本語訳2024

    • Author(s)
      赤坂 浩亮、富田哲也、街道亮斗、米田洋介、齋藤正英、高橋侑大、谷本祐樹、中林匡、本間大晴、松永卓磨、南佳孝
    • Total Pages
      43
    • Publisher
      日本医学物理士会
    • Related Report
      2023 Research-status Report

URL: 

Published: 2022-04-19   Modified: 2024-12-25  

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