2017 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, 大学院医学系研究科, 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。EPR (Enhancement Permeability and Retention) 効果等によるパッシブ・インベージョン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 nm～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。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)の開発を進めている。
平成２９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た。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方法と評価法の確立を行った。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、光線による発熱効果が得られた。血管障害機能には、光線力学的効果と薬剤放出の応用を進めた。薬剤放出について、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検討した。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の分解のため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結合し、評価するための技術を開発した。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移植マウスなどを用いたin vivo評価、ミクロ観察等により腫瘍組織における粒子集積の比較検討を進めることができた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
コラゲナーゼやヒアルロニダーゼなど酵素による粒子の表面機能化について、酵素タンパクの粒子への結合量の新しい定量的測定法を確立することができ、ルート・エクスパンジョン技術の開発は進行している。しかし、酵素の結合により表面機能化した粒子の酵素活性などの機能的評価の実験開始が遅れた。そのため酵素により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実験など、ルート・エクスパンジョン技術のin vivo 評価のための実験が十分に行うことができなかった。当初予定した計画と比較して、ルート・エクスパンジョン技術を応用するための粒子の作製法の開発と定量的評価の確立は進んだため、今後は研究の進捗を改善することができる。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度はアンカリング技術、ルート・エクスパンジョン技術の開発と評価を引き続き進めていくと共にアクティブ・インベージョンの高度化と腫瘍組織への高度送達のための研究開発を加速させる。パッシブ・インベージョンの最適化のため特定したサイズの粒子に対して複数の機能をナノ粒子表面に血管拡張機能、血管障害機能、細胞外マトリックスの分解機能を融合的に再構成させてアクティブ・インベージョン技術を高度化させる。そして複数の機能による相加・相乗効果を評価する。腫瘍移植マウスを用いて腫瘍組織内におけるナノ粒子の分布密度、集積度、腫瘍の組織学的変化についてin vivo評価、ミクロ観察、透明化組織の観察総合的に評価し、最適となるヘテロ機能化と投与方法を決定する。さらに光照射や放射線照射による治療効果も評価する。さらに磁場温熱治療効果、ボロンやガドリニウムを含有した中性子捕捉療法効果を持つセラノスティック粒子の治療効果の評価についても検討する。
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| Causes of Carryover |
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、平成30年度分の実験で使用する予定である。さらにアンカリング技術やルート・エクスパンジョン技術の開発、アクティブ・インベージョンの高度化の研究においても高価な抗体、ペプチド、酵素などの消耗品試薬が大量に必要であり、それらに研究費を使用する。
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[Journal Article] Effective impairment of myeloma cells and their progenitors by hyperthermia.2018
Author(s)
Hirokazu Miki, Shingen Nakamura, Asuka Oda, Hirofumi Tenshin, Jumpei Teramachi, M. Hiasa, A. Bat-Erdene, Y. Maeda, M. Oura, M. Takahashi, M. Iwasa, T. Harada, S. Fujii, K. Kurahashi, S. Yoshida, K. Kagawa, I. Endo, K. Aihara, M. Ikuo, K. Itoh, Koichiro Hayashi, Michihiro Nakamura, Masahiro Abe
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Journal Title
Oncotarget
Volume: 9
Pages: 10307-10316
DOI
Peer Reviewed
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