腫瘍特異的遺伝子導入を用いた難治性癌に対する中性子捕捉療法の開発

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11557092
• Research Institution: TEIKYO UNIVERSITY
• Principal Investigator: 柳衛 宏宣 帝京大学, 医学部, 講師 (30212278)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小野 公二 京都大学, 原子炉実験所, 教授 (90122407) ; 小倉 紘一 日本大学, 生産工学部, 教授 (60059681) ; 小林 久夫 立教大学, 原子力研究所, 教授 (10062605)
• Keywords: 中性子捕捉療法 / Drug delivery system / Stealth liposome / Qplex / アポトーシス / ボロン化合物 / パルス式中性子発生装置

Research Abstract

インテリジェントターゲッティングシステムを用いた遺伝子治療と中性子捕捉療法の併用効果により選択的な癌治療を目指して研究を進めている。
1.インテリジェントターゲッティングシステムをBNCTに応用するために、我々は、Liposomeの表面をPolyethylene glycolで修飾することにより、細網内皮系による捕捉を回避し、血中滞留性が著しく向上するStealth liposomeを開発した。さらに、Stealth liposomeの表面にTransferrinを結合させることにより、選択性を高めることができ、静脈注射後72時間後も腫瘍内^<10>Bを有効濃度に維持でき、2x10^<12>n/cm^2の熱中性子を照射し、BNCTを行うと、腫瘍特異的にColon26腫瘍の消失を認めた。
2.東大医科研、立教大原子炉、スロベニア国Jozef Stefan研究所、スイス国のPaul Scherrer国立研究所、フランス国Saclay研究所との国際共同研究により^<10>Bの腫瘍中濃度分布および体内分布を固体飛翔検出器(CR39)を用いて行った。冷中性子を用いることにより、さらに純度の高い低速中性子が得られ、^<10>Bの濃度分布の画像化を鮮明化できた。Stealth liposomeおよびTransferrin・Stealth liposomeの腫瘍への集積性が増強することを確認した。冷中性子を用いた中性子捕捉療法が実現可能か検討中である。
3.熱中性子を獲得するために、安全で効率のよいパルス式中性子発生装置を開発した。現在、石油探索装置として市場にでている。
4.我々はCationic liposomeとplasmid DNAとの複合体いわゆるLipoplexにprotamineおよびLigandとしてtransferrin(TF)を添加した4成分からなる複合体(Quarternary complex,Qplex)を開発した。Qplexの粒子径を動的光散乱法により評価すると258.6±88nmであり、Lipoplex(865±655nm)よりも粒子径が小さい均一な複合体と考えられる。β-galactosidaseをコードした遺伝子を用い、X-gal染色法を行った。AsPC-1細胞において接触時間2時間では15.4%の細胞に発現が見られたのに対し、4時間では44.2%、8時間では64.7%と、時間と共に発現効率が増加した。また、Lipoplex(1.8%)およびLipoplexにprotamine(8.6%)またはTFのみを添加した複合体(2.6%)に比べて、Qplexはいずれの細胞に対しても著しく高い発現を示した(64.7%)。さらにQplexはLipoplexや他のcomplexと比較して、血清存在下で酵素活性、発現効率ともに高い値を示すことが分った。C型肝炎ウイルス細胞障害領域のplasmid DNAをQplexを用いて腫瘍細胞内に導入すると、アポトーシスを誘発し抑制効果があることが分かった。インフルエンザウイルス内の融合ペプチドを用いて、内封型のlipoplex : LPDにおいてplasmid DNA、protamine、JTS-1を混合することによりLPD/JTS-1複合体を調整した。Lipoplexに比較してLuciferase assayでは導入する癌細胞により1000倍から10000倍の導入効率の増加をin vitroで認めた。

Research Products

• [Publications] H.Yanagie et al.: "Neutron capture autoradiography for the determination of ^<10>B distributions and concentrations in tumour bearing mice"The Gordon and Breach Science. 16. 423-434 (2001)
• [Publications] K. Ogura, A. Yamazaki, H. Yanagie et al.: "Neutron capture autoradiography for a study on boron neutron capture therapy"Radiation Measurements. 34. 555-558 (2001)
• [Publications] 柳衛宏宣: "特集:遺伝子治療-臨床応用とその限界 II.遺伝子治療におけるベクターの開発"外科. 63・13. 1686-1693 (2001)
• [Publications] 柳衛宏宣, 丸山一雄 他: "JTS-1 fusogenic peptideを用いたTransferrin-Polylysine複合体を介した遺伝子導入の増強効果"Drug Delivery System. 16. 313 (2001)
• [Publications] H. Yanagie, K. Maruyama: "Application of novel tumor suppressor gene "INES" in non viral gene delivery for cancer gene therapy"Cancer Detection and Prevention. (2002 Symposium Volume). S-191 (2002)
• [Publications] H. Yanagie, K. Maruyama: "Application of JTS-1 fusogenic peptide to enhancement of transfection efficiency in non viral vector delivery for cancer gene delivery"Cancer Detection and Prevention. (2002 Symposium Volume). S-191 (2002)
• [Publications] Y. Furuya, H. Yanagie, K. Maruyama: "Enhancement of transfection efficiency by JTS-1 fusogenic peptide in gastric cancer"Cancer Detection and Prevention. (2002 Symposium Volume). S-191 (2002)
• [Publications] H. Kobayashi: "Image quality : Signals and information"Nondestructive Testing Evaluation. 16. 71-84 (2001)
• [Publications] H. Kobayashi: "Beam formation and characterization for neutron radiography"Nondestructive Testing Evaluation. 16. 121-130 (2001)
• [Publications] H. Kobayashi, M. Satoh: "Study for ETM cross section measurements"Nondestructive Testing Evaluation. 16. 131-140 (2001)
• [Publications] H. Kobayashi: "Basics of imaging plate for radiograms"Nondestructive Testing Evaluation. 16. 245-254 (2001)