2018 Fiscal Year Research-status Report
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15K21764
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
玉野井 冬彦 京都大学, 高等研究院, 特定教授
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| Project Period (FY) |
2017 – 2019
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| Keywords | ホウ素含有メソポーラスシリカナノ粒子 / 鶏卵のがんモデル / がんへの蓄積 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ホウ素中性子捕捉療法はホウ素10に中性子が照射されたときに発生するアルファー線によりがん細胞を殺すことに基づいている。アルファー線の飛距離は一つの細胞分しかないのでがん細胞にホウ素10を選択的に取り込ませれば、がん細胞だけを殺すことができる。私たちのアプローチはナノ粒子を用いてホウ素10をがん細胞に選択的に取り込ませようということである。そのことにより、BNCTの効果が上がることが期待される。まずメソポーラスシリカナノ粒子(MSN)を作成し、^<10>BPAを結合させた(BPA-MSN)。ナノ粒子に含有される^<10>Bの量はICP-OESにより確認した。次に、有精卵の中のトリの胚を取りまくCAM膜上にがん細胞を植えて作られる鶏卵がんモデルを用いてBPA-MSNががんに蓄積することを示した。最後に、京都大学複合原子力科学研究所で実験用原子炉を用いて中性子照射実験を行った。卵巣がんを用いて鶏卵がんモデルを確立し、照射一日半前にホウ素10を含有するナノ粒子を静脈注射してから中性子照射を行った。3日後にがんの重さを定量した。中性子照射を行うための鶏卵ホルダーを二通り作製し実験を行った。その結果、ホウ素10を含有するナノ粒子を用いると照射により顕著な効果がみられることがわかった。一方、ナノ粒子に乗せていないフリーの^<10>BPAではがん抑制効果がかなり少なかった。今年度の実験により研究の系がつくられ、次年度の実験ではさらに系統的に実験条件を変えていく予定である。^<10>BPAを含有しないナノ粒子ではがん抑制効果はほとんどみられなかった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
(1)ホウ素を含んだナノ粒子(BPA-MSN)の作成 : まずメソポーラスシリカナノ粒子をゾルゲル法で作成した。ホウ素を含んだMSNの作成方法をいろいろ検討したが、最終的に表面にdiol groupを付加しBPAの吸着を行う方法が最適であることが明らかになった。吸着したBoronの量に関してはICP-OESにより確認した。またがんへのターゲティングを促進するために表面にはphosphonateによる修飾も行った。(2)がんへのBPA-MSNの蓄積を見るために卵巣がん細胞を用いてつくったがんの鶏卵モデルを用い、BPA-MSNを静脈注射してがんへの蓄積を確認した。がん蓄積に必要とする時間を調べた結果、1日以上かかること、また3日まで蓄積が続くことを明らかにした。(3)BNCT実験 : この実験は京都大学複合原子力科学研究所で実験用原子炉を用いて行った。卵巣がんの鶏卵モデルにBPA-MSNを静脈注射し、1日半後に中性子照射を行った。3日後にがんの大きさおよび重さを測定した。その結果、BPA-MSNを打ち込んだ場合顕著な影響がみられることが明らかになった。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度の目標の第一は京都大学複合原子力科学研究所における実験用原子炉を用いた実験をさらに系統的に行うことである。BPA-MSNの量、静脈注射後の時間などを変えてがん増殖への影響を見る。第二はBNCTのがんへの効果を調べて、がん増殖阻害のメカニズムを調べる。中性子照射後のがんサンプルを回収し、アポトーシス、またネクローシスが起きているかを切片をつくり、confocal microscopyで検討する。またDNAの損傷もみたい。第三に、種々のナノ粒子を作成し、BNCT実験で検討する。特に興味があるのはガドリニウムを含有したMSNである。中性子をガドリニウムに照射するとガンマ線が生じてがん細胞を殺すことができる。BNCTで開発した方法を使ってナノ粒子の効果を検討する予定である。
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| Causes of Carryover |
中性子照射実験は京都大学複合原子力研究所の実験用原子炉を用いて行う。定期的に行われる安全検査のために原子炉が運転されていない期間が多い。2018年の4-6月、そして2019年の1-3月は原子炉が動いていなかったので実験をすることができなかった。また原子炉を使う研究グループが多いため、運転しているときでも原子炉を使用する時間を確保することは簡単ではない。このためにBNCTを行う時間が限られていた。次年度の場合は早くから計画をたてているので、できる限り原子炉の使用時間を確保する予定である。
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[Journal Article] Chick chorioallantoic membrane assay as an in vivo model to study the effect of nanoparticle-based anticancer drugs in ovarian cancer.2018
Author(s)
Vu BT, Shahin SA, Croissant J, Fatieiev Y, Matsumoto K, Doan TL, Yik T, Simargi S, Conteras A, Ratliff L, Jimenez CM, Raehm L, Khashab N, Durand JO, Glackin C. Tamanoi F.
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Journal Title
Scientific Reports
Volume: 8
Pages: 8524
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Hyaluronic acid conjugated nanoparticle delivery of siRNA against TWIST reduces tumor burden and enhances sensitivity to cisplatin in ovarian cancer.2018
Author(s)
Shahin SA, Wang R, Simargi SI, Contreras A, Parra Echavarria L, Qu L, Wen W, Dellinger T, Unternaehrer J, Tamanoi F, Zink JI, Glackin CA.
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Journal Title
Nanomedicine
Volume: 14
Pages: 1381-1394
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Book] The Enzymes volume 442018
Author(s)
Matsumoto K, Le Hoang Doan T, Mai NXD, Nakai K, Komatsu A, Tamanoi F.
Total Pages
173(61-82, 103-116)
Publisher
Elsevier
