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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), 研究員 (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 2024)
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マクロファージ / ナノ粒子 / 尿路結石 / 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

方法)マクロファージの結晶貪食能を増強させる候補薬としてピオグリタゾン(PGZ)を含有するナノ粒子(NP-PGZ)を、PLGAを用いた乳化溶媒拡散法により作製した。蛍光標識したカルシウムシュウ酸一水和物結晶(COM)とともに標識ナノ粒子をマウスマクロファージRAW細胞に投与し、貪食能を評価した。さらに、NP-PGZ投与後にRAW細胞と共培養した腎尿細管上皮細胞(RTC)へのCOM付着変化をIN-Cell Analyzerで測定し、RT-PCRを用いて炎症性・抗炎症性反応の変化を評価した。
結果)NP-PGZ粒子は平均粒径353 nm、薬物含有率3.7%であり、先行報告と一致した。共焦点顕微鏡により、RAW細胞がナノ粒子とCOMを同時に貪食していることを確認した。RTCへのCOM付着率は、NP-PGZ処理群のRAW共培養群で対照群と比較して有意に低下した。抗炎症性マクロファージマーカーの発現は、PGZおよびNP-PGZ群の両方で増加した。
これらの結果から、PGZ封入ナノ粒子により抗炎症性マクロファージへの分化誘導が促進されることが示唆され、腎結石に対するマクロファージ溶解療法の臨床応用が期待される。同様の結果は、マウスの骨髄由来マクロファージを利用した実験でも示されており、今後はNP-PGZの投与経路(皮下・腹腔・静注など)を調べるHPLCを行い、最も腎へのNP-PGZ到達が得られるものを採用して、結石モデルマウスを使用した本実験を行う。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

ピオグリタゾンを装填したナノ粒子の調整に時間がかかり、in vivoの実験に移るまでに時間を要してしまった。ここからは結石モデルマウスへの投与実験を行った後、迅速に超音波標的マイクロバブルの実験系に取り掛かりたい。

Strategy for Future Research Activity

ナノ粒子の調整および投与方法の確立などは、研究協力者である薬学研究科薬物送達学分野にお願いしており、順調な調整が可能である。
超音波標的マイクロバブルについては、受託先との連携を早めて並行して予備実験をすすめていくことで迅速に本実験へと移行したい。
iPSモデルについては、他の研究課題でも取り組んでいるモデルを共同して使用することで、コストやプロセスを省いていきたい。

Report

(2 results)
  • 2024 Research-status Report
  • 2023 Research-status Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2025 2023

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (4 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] The role of osteopontin in modulating macrophage phagocytosis of calcium oxalate crystals2025

    • Author(s)
      Hattori Tatsuya、Taguchi Kazumi、Chaya Ryosuke、Hamamoto Shuzo、Okada Atsushi、Yasui Takahiro
    • Journal Title

      Urolithiasis

      Volume: 53 Issue: 1 Pages: 58-58

    • DOI

      10.1007/s00240-025-01732-1

    • Related Report
      2024 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Brown adipose tissue detection using positron emission tomography could help reduce urolithiasis risk2025

    • Author(s)
      Sugino Teruaki、Taguchi Kazumi、Yanase Takahiro、Unno Rei、Ando Ryosuke、Yasui Takahiro
    • Journal Title

      Urolithiasis

      Volume: 53 Issue: 1 Pages: 64-64

    • DOI

      10.1007/s00240-025-01739-8

    • Related Report
      2024 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [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: 2025-12-26  

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