マルチモダルイメージングによる乳がん骨転移の浸潤・進展メカニズムの解明

2015 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 15K06852
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 桜井 遊 東北大学, 医学(系)研究科(研究院), 非常勤講師 (80451574)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 権田 幸祐 東北大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (80375435) ; 大内 憲明 東北大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (90203710) ; 石田 孝宣 東北大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (00292318) ; 多田 寛 東北大学, 大学病院, 講師 (50436127)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: 骨転移 / ｲﾒｰｼﾞﾝｸﾞ / 骨密度

Outline of Annual Research Achievements

骨転移は、乳癌や前立腺癌、肺癌など多くの癌において最も高頻度な遠隔転移部位である。症状として骨折や骨痛・神経障害、高Ca血症などが挙げられ、いずれもQOLが大きく損なわれる。そのため骨転移のメカニズムを知り、的確な診断法開発に結びつけることは極めて重要である。しかし骨転移は、他の転移病変と異なり、明らかな腫瘤性病変を形成しないためその病勢の判断が難しく、定量的に骨転移の状況を判定することは困難であった。我々は、これまでマウス腫瘍細胞株４T1を用いた自発的な骨転移モデルの作成を行い、転移の程度を評価。CT撮影で経時的に骨密度を測定することで、骨転移により骨密度が低下していることを明らかにし、in vivoで骨転移の状態を定量的に評価することに成功した。また病理組織学的に骨転移と画像所見との相関や、骨転移治療薬であるﾃﾞﾉｽﾏﾌﾞ（抗RANKLモノクローナル抗体）をマウスに投与し骨転移発生と骨密度の関連性について研究を進めている。今後は、体深部の情報取得に優れた高精度X線CTイメージングを用いて担癌マウスの骨転移部位の高感度検出法を開発するため、病変部に対しHER2抗体結合蛍光ナノ粒子やRANKL抗体結合蛍光ナノ粒子(RANKL:骨転移促進因子)によるin vivo分子イメージングを行い、癌細胞の浸潤状態やRANKLの発現部位・量を高精度に可視化する。更に得られた分子情報を用いてヒト乳癌骨転移部位組織のin vitro蛍光分子イメージングによる詳細な検討も併せて行い、病態解明および骨転移進展抑制剤(RANKL抗体)の効果を予測可能な診断法確立を目指す。

Current Status of Research Progress

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

Reason

骨転移のﾒｶﾆｽﾞﾑを明らかにするための第一段階として骨転移モデルの作成が完了。第二段階として、その評価方法について研究をすすめ、骨転移の定量的な評価が可能になった。骨転移のﾒｶﾆｽﾞﾑに強く関係すると考えられているﾃﾞﾉｽﾏﾌﾞの投与による骨転移の測定を行い関連性を検討中である。今後骨転移のｲﾒｰｼﾞﾝｸﾞを行うための準備が整ってきたと考える。

Strategy for Future Research Activity

これまで我々がおこなってきたAgI/SiO2粒子による実験動物生体内での造影効果や、蛍光ナノ粒子を用いたVEGFのイメージング（Hamada, Gonda et al.2011 Blood）の技術を使い、生体内での腫瘍の動態をよりmicroのレベルで確認するため、Au/SiO2-PEG（腫瘍細胞の造影像）をタンパク質であるアビジンや生体物質のビオチンと結合させることで、RANKLを標識した機能性ナノ粒子を開発する。
機能性ナノ粒子を用いて生体内骨転移部でのRANKL発現の詳細な発現部位や強度および経時的変化を非侵襲的に明らかにし、骨転移のﾒｶﾆｽﾞﾑ解明を目指す。

Causes of Carryover

骨転移マウスモデル作成および骨密度測定の条件設定や検討に時間を要したため、抗RANKL抗体投与および体内サイトカインの測定などの実験は次年度へ持ち越した。よってこれらの実験にかかる費用は次年度に繰り越し、使用することとした

Expenditure Plan for Carryover Budget

抗RANKL抗体およびサイトカイン測定機器の購入を予定している。
また骨転移における腫瘍細胞の免疫染色のための試薬や機器の購入も必要と思われる。