転移性肺癌を標的とする癌光細菌療法の創出

• Project/Area Number: 22K18440
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 90:Biomedical engineering and related fields
• Research Institution: Japan Advanced Institute of Science and Technology
• Principal Investigator: 都 英次郎 北陸先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 准教授 (70443231)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 重村 克巳 神戸大学, 保健学研究科, 准教授 (00457102)
• Project Period (FY): 2022-06-30 – 2025-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥26,000,000 (Direct Cost: ¥20,000,000、Indirect Cost: ¥6,000,000); Fiscal Year 2024: ¥10,140,000 (Direct Cost: ¥7,800,000、Indirect Cost: ¥2,340,000); Fiscal Year 2023: ¥8,450,000 (Direct Cost: ¥6,500,000、Indirect Cost: ¥1,950,000); Fiscal Year 2022: ¥7,410,000 (Direct Cost: ¥5,700,000、Indirect Cost: ¥1,710,000)
• Keywords: 光合成細菌 / 癌 / 近赤外光 / バイオイメージング / 治療

Outline of Research at the Start

本研究では、光合成細菌が有する特異な熱・活性酸素・蛍光放射性と腫瘍内集積・増殖性を利用した“癌光細菌療法”の創出を目的とする。具体的には、根治が難しいと言われる転移性肺癌モデルを標的とした当該細菌の１．低酸素下の微小環境に高選択的に集積し増殖する作用、２．レーザー照射による温熱と活性酸素を利用した癌細胞殺傷効果、３．レーザー照射による蛍光特性を利用した生体内癌イメージング効果、４．安全性を評価する。本研究によって、体内の高精度な転移性腫瘍の検出技術ならびに癌細胞の根絶可能な治療法が実現できれば、その社会的・学術的な意義は大きい。

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、光合成細菌が有する特異な熱・活性酸素・蛍光放射性と腫瘍内集積・増殖性を利用した“癌光細菌療法”の創出を目的とする。具体的には、根治が難しいと言われる転移性肺癌モデルを標的とした当該細菌の１．低酸素下の微小環境に高選択的に集積し増殖する作用、２．レーザー照射による温熱と活性酸素を利用した癌細胞殺傷効果、３．レーザー照射による蛍光特性を利用した生体内癌イメージング効果、４．安全性を評価する。本研究によって、体内の高精度な転移性腫瘍の検出技術ならびに癌細胞の根絶可能な治療法が実現できれば、その社会的・学術的な意義は大きい。
本年度は、光合成細菌分散液に近赤外レーザー光を照射することで、生体外におけるマウス肺扁平上皮癌 (KLN205) 由来の癌細胞に対する直接の殺傷能力を細胞増殖/細胞毒性アッセイキット［Cell Counting Kit-8（CCK-8）］を用いて調査した。また、レーザー照射距離、強度、ビーム面積等のパラメータを調査することで抗癌作用の最適化を行った。さらに、当該細菌の光学特性（光温熱、蛍光、吸光特性）、運動性（生菌・死菌数の解析）、構造解析も併せて検討し、より制癌効果の高い条件を見出すことに成功した。

Current Status of Research Progress

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

Reason

当初掲げた目標を全て達成することができたため。

Strategy for Future Research Activity

次年度ならびに最終年度は、予定通り、転移性肺癌モデルマウス体内における光合成細菌の性能評価・機能制御を検証する。