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糖脂質SQAPによる固形腫瘍組織内酸素分圧上昇機序の解明と放射線治療への展開

Research Project

Project/Area Number 23K27542
Project/Area Number (Other) 23H02851 (2023)
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeMulti-year Fund (2024)
Single-year Grants (2023)
Section一般
Review Section Basic Section 52040:Radiological sciences-related
Research InstitutionGunma University

Principal Investigator

大重 真彦  群馬大学, 大学院理工学府, 准教授 (00451716)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 松尾 一郎  群馬大学, 大学院理工学府, 教授 (40342852)
石井 希実  群馬大学, 大学院理工学府, 助教 (60895275)
堀内 宏明  京都府立大学, 生命環境科学研究科, 教授 (00334136)
永根 大幹  麻布大学, 獣医学部, 講師 (10772064)
Project Period (FY) 2023-04-01 – 2026-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help
¥18,460,000 (Direct Cost: ¥14,200,000、Indirect Cost: ¥4,260,000)
Fiscal Year 2025: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
Fiscal Year 2024: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2023: ¥8,320,000 (Direct Cost: ¥6,400,000、Indirect Cost: ¥1,920,000)
Keywords含硫糖脂質 / 放射線増感剤 / 低酸素環境 / 酸素分圧 / SQAP / 固形腫瘍 / 放射線治療
Outline of Research at the Start

悪性腫瘍に対して放射線療法が重視されるなかで、患者の生活の質を維持・向上させるために、照射線量低減を目的に放射線増感剤開発が行われている。これまでにハロゲン化ピリミジンや低酸素細胞増感剤等が開発されたが、毒性や副作用等の問題を克服できずにいる。一方、開発中の含硫糖脂質SQAP(Sulfoquinovosyl-acylpropandiol、薬剤名:レブリチン)は、自然発症のがん患畜への静脈投与により、固形腫瘍組織内酸素分圧を上昇させ、現時点では通常の1/4-1/6の放射線照射線量で腫瘍を縮小・消滅させる。本研究計画は、SQAPによる腫瘍組織内酸素分圧上昇機序を明らかにすることが目的である。

Outline of Annual Research Achievements

悪性腫瘍に対して放射線療法が重視されるなかで、患者の生活の質を維持・向上させるために、照射線量低減を目的に放射線増感剤開発が行われている。これまでにハロゲン化ピリミジンや低酸素細胞増感剤等が開発されたが、毒性や副作用等の問題を克服できずにいる。一方、開発中の含硫糖脂質SQAP(Sulfoquinovosyl-acylpropandiol、薬剤名:レブリチン)は、自然発症のがん患畜への静脈投与により、固形腫瘍組織内酸素分圧を上昇させ、現時点では通常の1/4-1/6の放射線照射線量で腫瘍を縮小・消滅させる。本研究計画は、SQAPによる腫瘍組織内酸素分圧上昇機序を明らかにするために以下の実験を実施した。
1) 各種SQAP誘導体の合成(研究者分担:松尾一郎、石井希実):本研究で解析に必要なSQAP誘導体を合成した。具体的には、SQAPと結合する分子を探索するためのSQAP誘導体の合成、構造相関を解析するためのSQAPの構造を改変したSQAP誘導体の合成、動態解析用に蛍光観察が可能なシリルポルフィリン導入SQAP誘導体の合成を行った。
2) SQAP結合分子の同定とSQAPにより変動する分子の同定(研究代表者:大重真彦):SQAP結合分子を同定するとともに、前の研究計画で明らかにしたHIF関連因子について、タンパク質量変化を各種培養細胞で明らかにした。また、合成したSQAP誘導体について各種タンパク質量の変化の相違を明らかにした。
3) 細胞および担癌マウスによる動態解析(研究分担者:堀内宏明):細胞や担癌マウスへのSQAP誘導体の投与し、各種培養細胞での局在性と動態を明らかにした。
4) 担癌マウスによる腫瘍組織内酸素分圧測定(研究分担者:永根大幹):シリルポルフィリン導入SQAP誘導体の体内動態や染色法等による病理診断技術により担癌マウスの移植腫瘍組織内の酸素分圧変化を観察した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

いくつかのSQAP誘導体の合成に成功し、これらの合成した化合物の培養細胞での解析および担癌マウスでの解析を開始した。SQAP誘導体の合成についてデザインをした化合物に着手出来ていない化合物もあるため、おおむね順調に進展していると判断した。

Strategy for Future Research Activity

引き続き、下記実験について分担者と協力しながら実施していく。
1) 各種SQAP誘導体の合成(研究者分担:松尾一郎、石井希実):本研究で解析に必要なSQAP誘導体を合成する。具体的には、SQAPと結合する分子を探索するためのSQAP誘導体の合成、構造相関を解析するためのSQAPの構造を改変したSQAP誘導体の合成、動態解析用に蛍光観察が可能なシリルポルフィリン導入SQAP誘導体の改良を行う。
2) SQAP結合分子の同定とSQAPにより変動する分子の同定(研究代表者:大重真彦):SQAP結合分子を同定するとともに、前の研究計画で明らかにしたHIF関連因子や他の関連因子について、タンパク質量変化を各種培養細胞で明らかにする。また、合成したSQAP誘導体について各種タンパク質量の変化の相違を明らかにする。
3) 細胞および担癌マウスによる動態解析(研究分担者:堀内宏明):細胞や担癌マウスへのSQAP誘導体の投与し、各種培養細胞や各種腫瘍細胞を移植した担癌マウスでの局在性と動態を明らかにする。
4) 担癌マウスによる腫瘍組織内酸素分圧測定(研究分担者:永根大幹):OxyChipを使用したEPR(電子常磁性共鳴)オキシメトリーでの腫瘍組織内酸素分圧測定や染色法等による病理診断技術により担癌マウスの移植腫瘍組織内の酸素分圧変化を観察する。そして、SQAP誘導体の構造と酸素分圧上昇の関係を明らかにする。

Report

(1 results)
  • 2023 Annual Research Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2024 2023 Other

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (2 results) Remarks (3 results)

  • [Journal Article] A silyl porphyrin derivative conjugated with 6-deoxy-6-sulfo-α-d-glucopyranose functions as an efficient photosensitizer for photodynamic therapy2024

    • Author(s)
      Horiuchi Hiroaki、Nishikawa Kota、Ishii Nozomi、Kano Koki、Shinada Shunsuke、Osawa Nene、Horikoshi Aoi、Yoshihara Toshitada、Sugawara Fumio、Sakaguchi Kengo、Okustu Tetsuo、Katsura Shinji、Matsuo Ichiro、Oshige Masahiko
    • Journal Title

      Photodiagnosis and Photodynamic Therapy

      Volume: 45 Pages: 103898-103898

    • DOI

      10.1016/j.pdpdt.2023.103898

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] ヒト膵管がん細胞株SUIT-2をもちいた含硫糖脂質SQAPの生理活性評価2023

    • Author(s)
      佐藤駿作、伊藤要、有村柊平、吉田圭秀、菅原二三男、坂口謙吾、大重真彦、桂進司
    • Organizer
      第46回日本分子生物学会年会
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  • [Presentation] ヒト肺がん細胞株A549を用いた含硫糖脂質SQAPが影響を与えるタンパク質の探索2023

    • Author(s)
      有村柊平、佐藤駿作、吉田圭秀、菅原二三男、坂口謙吾、大重真彦、桂進司
    • Organizer
      第46回日本分子生物学会年会
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  • [Remarks] 桂・大重研究室~マイクロプロセス研究室~

    • URL

      https://oshige.wixsite.com/katsura-oshige

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  • [Remarks] 群馬大学研究者情報

    • URL

      https://researchers-info.st.gunma-u.ac.jp/ees_oshige_masahiko/

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  • [Remarks] 群馬大学食健康科学研究センター メンバー紹介

    • URL

      https://www.cfw.gunma-u.ac.jp/html/members_020.html

    • Related Report
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Published: 2023-04-18   Modified: 2024-12-25  

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