| Project/Area Number |
22K12760
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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 90110:Biomedical engineering-related
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
石田 孝宣 東北大学, 医学系研究科, 教授 (00292318)
亀井 尚 東北大学, 医学系研究科, 教授 (10436115)
多田 寛 東北大学, 医学系研究科, 准教授 (50436127)
金野 智浩 東北大学, 薬学研究科, 教授 (80371706)
権田 幸祐 東北大学, 医学系研究科, 教授 (80375435)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2024)
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| 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: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | ポリマーミセル / 光線力学療法 / 光増感剤 / がん標的送達 / 細胞内集積 / ナノ粒子 / DDS / 両親媒性ポリマー |
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| Outline of Research at the Start |
ZnPcは光増感剤としての機能に加えてがん遺伝子のグアニン四重鎖構造に特異的な結合能を持つことが知られている。PDTの治療効果を最大化するには、光増感剤が目的の腫瘍組織まで送達され、かつ十分な量の薬剤ががん細胞内部の遺伝子と相互作用する距離に到達する必要がある。本研究では、臨床で安全性が確立しているMPCポリマーの1つPMB30Wをナノ粒子化し、粒子内部にZnPcを内包化させることで腫瘍組織内のがん細胞への特異的な集積を実現させる。PMB30Wナノ粒子の性質としてがん細胞への取り込み効率が高い特徴が見られ、従来よりも効果的に薬剤をがん細胞内部の遺伝子まで送達させることが可能と期待される。
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| Outline of Final Research Achievements |
This study demonstrated that encapsulating photosensitizers in polymeric micelles significantly enhances the efficacy of photodynamic therapy (PDT) by improving intracellular delivery and tumor targeting. Through cell and animal studies, polymeric micelles were shown to be efficiently internalized into cancer cells via non-endocytic pathways, enabling the rapid cytoplasmic release and perinuclear accumulation of photosensitizers. This proximity to nuclear G-quadruplex DNA, the therapeutic target, led to enhanced PDT effects. These findings were consistent across various cancer cell lines, suggesting broad applicability. Additional outcomes include successful patent applications and the development of an intracellular imaging technique using the same polymer system. Collectively, these results highlight the potential of this polymeric micelle-based approach as a novel and effective modality for treating various cancers, including those resistant to conventional PDT.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究は、光増感剤のがん細胞への効率的かつ特異的な送達を可能にするポリマーミセル技術を確立することで、光線力学療法の治療効果を大きく向上させることができた。細胞内動態の詳細解明と多様ながん種への応用可能性により、難治性がんへの新たな治療戦略を提案するものであり、がん治療の選択肢を広げるものである。また、本手法の利用可能性は光線力学療法に留まらず、臨床における様々な目的でのドラッグデリバリーに応用可能であることも示している。近年は、抗体医薬を中心とした分子標的薬治療の開発が盛んに行われており、これらの創薬開発を支援することも可能と考えられる。
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