2016 Fiscal Year Research-status Report
ヘテロ機能化セラノスティクス・ナノ粒子の腫瘍組織へのアクティブ・インベージョン
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16K01358
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| Research Institution | Yamaguchi University |
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Principal Investigator |
中村 教泰 山口大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (10314858)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | ドラッグデリバリー / 有機シリカナノ粒子 / EPR効果 / 腫瘍 / ターゲッティング / 診断と治療の一体化 / ナノ医療 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年、ナノ粒子を医療に応用するナノ医学が発展しつつある。ナノ粒子を用いた癌治療において粒子の腫瘍組織への集積効率を向上させることは治療効果の改善に極めて重要である。本研究では粒子の表面機能化によりナノ粒子の腫瘍組織内部への侵入を飛躍的に向上させるアクティブ・インベージョン技術を開発する。
平成２８年度はナノ粒子のサイズの違いによるパッシブ・インベージョンを検討する。パッシブ・インベージョンはEPR (Enhancement Permeability and Retention) 効果等による。EPR効果は腫瘍血管の内皮細胞の配列が正常血管に比べて粗雑であるため、正常血管では漏出が極めて少ない直径 50~250 nm のナノ粒子が漏出し、さらに腫瘍組織のリンパ管が未発達であるため、ナノ粒子の排出が遅く腫瘍組織内に滞留することが関係する。EPR効果については粒子サイズが極めて重要であると共に、様々な腫瘍組織に適したサイズの調整を行った。さらに腫瘍組織への侵入の第一段階であるナノ粒子の腫瘍血管への集積(アンカリング技術)の開発を進めた。
1. パッシブ・インベージョンの最適化: 種々のサイズ(直径50~250 nm)の均一径のローダミン含有ナノ粒子とコントロールとして直径100 nmのフルオレセイン含有ナノ粒子を用いて、腫瘍移植マウスに二種の粒子を同時投与し、観察を行った。腫瘍細胞の種類ごとにナノ粒子の至適サイズを検討すると共に分布の変化や特徴を評価した。
2. アンカリング技術の開発と評価: 腫瘍血管への集積向上のため抗VEGF-R抗体やRGDペプチドを近赤外蛍光ナノ粒子の表面に結合させて表面機能化により腫瘍部位における蛍光強度の変化をin vivoにて評価した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
パッシブ・インベージョンの最適化のため粒子の作製は順調に進んでいる。そして粒子サイズの違いによる粒子の生体内での分布の変化などについての新たな知見が得られた。そして粒子表面への抗VEGF-R抗体やRGDペプチドを結合させる方法について新たな装置を用いた評価法の開発を開始した。当初予定した方法と比較して評価自体は迅速に行うことができるが、その精度と再現性について検討が必要であり、それらを詳細に検討した。そのため粒子の表面機能化について新しい評価法は確立したものの機能性物質を表面に結合により表面機能化した粒子の作成の実験開始が遅れた。表面機能化した粒子の作製が遅れることにより腫瘍移植マウスを用いたアンカリング技術の評価のための実験が十分に行うことができなかった。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度はアンカリング技術の開発を新たな評価法を用いて効率よく進めると共にルート・エクスパンジョン技術の開発を進めていく。パッシブ・インベージョンに適したサイズであり、しかもアンカリング効率を高めた機能化粒子を対象として、粒子に腫瘍血管の拡張機能、血管障害機能、細胞外マトリックス分解機能を付加する。血管拡張機能には、粒子表面の金ナノ粒子が持つ光線温熱効果を応用し、光線に対して金ナノ粒子の吸収発熱効果により血管を拡張させる。血管障害機能には、光線力学的効果と薬剤放出を応用する。光線力学的効果では、近赤外光線等で細胞障害活性を確認したフタロシアニンなど光増感剤を表面に結合する。薬剤放出には、ドキソルビシンやサリドマイドなどの血管障害効果を示す薬剤を使用する。細胞外マトリックスの分解機能の付加には、ナノ粒子の表面にコラゲナーゼやヒアルロニダーゼなど酵素を応用する。酵素をナノ粒子の表面に結合させ、腫瘍組織への侵入に障害となる細胞外マトリックス構造を分解させる。これらのルート・エクスパンジョン技術について腫瘍細胞を左右2箇所に移植したマウスなどを用いたin vivo評価、ミクロ観察、透明化組織の観察により左右の腫瘍組織における粒子集積の比較を行う。
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| Causes of Carryover |
本年度は計画段階で大量の使用が予想された高価な腫瘍移植マウスを用いた研究が十分に進められなかったことが次年度使用額の生じた主な原因である。また蛍光色素、抗体、ペプチドなどの購入についても予定より少ない状況である。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度においては腫瘍移植マウスを大量に使用することになる。腫瘍移植マウスの作製にはヌードマウスやSCIDマウスなど高価なマウスが必要であり、本年度分の実験、さらには次年度予定している実験にて使用する予定である。またアンカリング技術の開発においても抗体、ペプチドなどが追加で必要であり、それらに研究費を使用する。
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