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マイクロバブル・ナノ粒子が誘導する結晶貪食Mφを利用した尿路結石の溶解治療の開発

Research Project

Project/Area Number 23K08763
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 56030:Urology-related
Research InstitutionNagoya City University

Principal Investigator

田口 和己  名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 准教授 (00595184)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 田上 辰秋  名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(薬学), 准教授 (10609887)
安藤 亮介  名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 教授 (30381867)
安井 孝周  名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 教授 (40326153)
海野 怜  名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 助教 (40755683)
岡田 淳志  名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 准教授 (70444966)
杉野 輝明  名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 助教 (70881746)
濱本 周造  名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 准教授 (80551267)
Project Period (FY) 2023-04-01 – 2026-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2024: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Keywords尿路結石 / マクロファージ / ナノ粒子 / マイクロバブル
Outline of Research at the Start

本研究では、Mφの結晶貪能を利用した「尿路結石の溶解治療」の開発のため、ナノ粒子の取り込みと超音波標的マイクロバブル破壊による組織選択性に着目し、臨床応用を目指したiPS細胞での実証を含む以下の医工薬連携研究を行う。
[1] ナノ粒子取り込みMφの結晶貪食活性化による尿路結石形成の抑制
[2] 超音波標的マイクロバブル破壊を利用した腎特異的Mφ活性化治療の確立
[3] iPS細胞由来の3次元培養モデルにおけるナノ粒子-マイクロバブル治療の実証

Outline of Annual Research Achievements

【背景・目的】これまでに私たちは、マクロファージ(Mφ)が尿路結石の形成および消失に関与していることを報告してきた。また、抗炎症性M2Mφが強い結石食作用を持ち、結石形成を抑制することも示した。しかし、Mφによる結石食作用のメカニズムは明確ではなく、体内での分化誘導方法も課題である。このため私たちは、ナノ粒子を使用した薬物送達システム(DDS)によるMφの貪食作用の向上の可能性に着目した。今回、MΦの貪食作用向上のため、これまでの研究成果からビオグリタゾン(PGZ)をナノ粒子装填薬剤として選んだ。
【方法】6-8週齢のC57BL/6J雄マウスから骨髄由来のMφ(BMDM)を採取した。シュウ酸カルシウム一水和物(COM)、COM+PGZ(5μM)、およびCOM+PGZ(10μM)を添加した3群のBMDMにおいて、M2Mφへの分化誘導をフローサイトメトリー(BD FACSCantoII)で評価した。PGZをカプセル化したナノ粒子は、PLGA(L/G比 75:25)とPGZを使用したemulsion solvent diffusion methodで調製した。
【結果】フローサイトメトリーにより、BMDM+COM群では30,000細胞中67個、BMDM+COM+PGZ(5μM)群では212個、BMDM+COM+PGZ(10μM)群では155個のM2Mφ(F4/80(+)およびCD206(+)で示される)が確認され、PGZ装填群で増加が示された。
【結論】PGZをカプセル化したナノ粒子がM2Mφへの分化誘導を向上させる可能性が示されたが、さらなる検証が必要である。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

本年度は、上記のin vitroの研究に加えて、モデルマウスを利用したin vivoの研究も予定していた。しかし、in vitroの研究に使用する骨髄由来MΦの確保のためのマウス実験に時間を要したことと、ナノ粒子作成の調整、ナノ粒子投与のための尾静脈注射の手技確立などの問題があり、予定より遅れている。
これらの準備がほぼ整ってきているため、次年度に早々に実験をすすめていきたい。

Strategy for Future Research Activity

ナノ粒子の作成・評価を行う薬学研究科、薬物送達学分野での研究体制が整いつつある。さらに今後はナノ粒子の調整のみならず、基本的なin vitroの研究も同施設で行っていく予定であり、実験速度をさらに加速させていく。
さらにin vivo研究についても体制が整っているので、医学研究科にてマウス実験をすすめていく。
マイクロバルブについては、ディスカッションとpreliminaryな研究をすすめていくことで、すぐにでもin vitro, in vivoな研究が行えるよう、体制を整えていきたい。

Report

(1 results)
  • 2023 Research-status Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2023

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (4 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] An Update of In Vivo Application of Artificial Intelligence and Robotics for Percutaneous Nephrolithotripsy: Results from a Systematic Review2023

    • Author(s)
      Vineet Gauhar, Carlo Giulioni, Nariman Gadzhiev, Virgilio De Stefano, Jeremy Yuen-Chun Teoh, Ho Yee Tiong, Taguchi Kazumi, Giulio Milanese, Andrea Benedetto Galosi, Bhaskar Kumar Somani, Daniele Castellani
    • Journal Title

      Curr Urol Rep

      Volume: 24 Issue: 6 Pages: 271-280

    • DOI

      10.1007/s11934-023-01155-8

    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Journal Article] Quantitative analysis of calcium oxalate monohydrate and dihydrate for elucidating the formation mechanism of calcium oxalate kidney stones.2023

    • Author(s)
      Maruyama M, Sawada KP, Tanaka Y, Okada A, Momma K, Nakamura M, Mori R, Furukawa Y, Sugiura Y, Tajiri R, Taguchi K, Hamamoto S, Ando R, Tsukamoto K, Takano K, Imanishi M, Yoshimura M, Yasui T, Mori Y.
    • Journal Title

      PLoS One

      Volume: 18 Issue: 3 Pages: 0282743-0282743

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0282743

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 尿路結石症データバンク構築のためのREDCapを利用した多施設共同前向き研究の設立2023

    • Author(s)
      田口 和己、山下 真平、平山 幸良、阿南 剛、井上 慎也、中澤 佑介、坂本 信一、井口 太郎、海野 怜、原 勲、市川 智彦、宮澤 克人、安井 孝周
    • Organizer
      第110回日本泌尿器科学会総会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] ロキサデュスタットは炎症を抑制することで腎結石形成を予防する2023

    • Author(s)
      河瀨 健吾、濵本 周造、岡田 朋記、茶谷 亮輔、田中 勇太朗、杉野 輝明、海野 怜、藤井 泰普、田口 和己、小林 隆宏、岡田 淳志、安井 孝周
    • Organizer
      第110回日本泌尿器科学会総会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 結石モデルマウスの網羅的解析とヒトGWASの統合解析による腎臓特異的尿路結石関連遺伝子の同定2023

    • Author(s)
      茶谷 亮輔、田口 和己、服部 竜也、須江 保仁、河瀨 健吾、岡田 朋記、畦元 将隆、濵本 周造、岡田 淳志、岡田 随象、安井 孝周
    • Organizer
      第110回日本泌尿器科学会総会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] マクロファージにおける結晶付着のオステオポンチンの機能解析2023

    • Author(s)
      服部 竜也、田口 和己、鳥居 孝英、須江 保仁、磯谷 正彦、茶谷 亮輔、岡田 明記、河瀬 健吾、田中 勇太朗、杉野 輝明、濵本 周造、安藤 亮介、岡田 淳志、安井 孝周
    • Organizer
      日本尿路結石症学会第33回学術集会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Book] 糖尿病と尿路結石2023

    • Author(s)
      安藤 亮介、安井 孝周
    • Total Pages
      5
    • Publisher
      医学図書出版
    • Related Report
      2023 Research-status Report

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Published: 2023-04-13   Modified: 2024-12-25  

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