診断と治療を行う新規光超音波-磁気共鳴イメージング分子プローブの創製

2016 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 16K21130
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 木村 祐 京都大学, 健康長寿社会の総合医療開発ユニット, 特定准教授 (90566027)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: バイオイメージング / セラノスティクス / 分子プローブ / バイオマテリアル / MRI / 光音響イメージング

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は，腫瘍組織の可視化および治療を目的としてナノ粒子型新規光音響-磁気共鳴デュアルイメージング造影剤に対して抗腫瘍分子を導入し，集積率および治療効果を検討することである．
平成28年度には，造影剤ナノ粒子への抗腫瘍剤の導入手法を明らかにし，導入効果を検討するための実験を行った．具体的には，光音響-磁気共鳴デュアルイメージングプローブである Gd2O3-DEG ナノ粒子へ表面修飾を行うゼラチンに対して，ゼラチンと相互作用可能と考えられる抗腫瘍剤であるドキソルビシンを共存させることで，粒子表面層に抗腫瘍剤の導入を行った．その結果，静電相互作用および疎水性相互作用により，抗腫瘍剤を造影剤ナノ粒子表面被覆剤と相互作用させ複合化することが可能であることを見出した．抗腫瘍剤導入量は仕込量の変化により制御可能であり，表面被覆剤を酵素によって分解することで抗腫瘍剤を造影剤ナノ粒子から直ちに放出することが可能であることもわかった．加えて培養細胞を用いた検討の結果，作製した複合化造影剤ナノ粒子は抗腫瘍剤依存的に細胞増殖抑制効果を示し，その効果は表面被覆剤分解酵素阻害剤によって抑制されることも明らかとなった．また，この複合化造影剤ナノ粒子を用いることで，動物において腫瘍組織の可視化が光音響および磁気共鳴イメージングにおいて可能であることも明らかにした．今後は抗腫瘍剤の選択，導入量の最適化を行い，培養細胞，担癌動物で効果を表す条件を明らかにする予定である．

Current Status of Research Progress

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

Reason

当初の計画の通り，抗腫瘍剤複合化ナノ粒子型光音響-磁気共鳴デュアルイメージングプローブの合成に成功し，その効果をin vitro およびin vivo で確認することができたため．

Strategy for Future Research Activity

当初計画通り，抗腫瘍剤の選択，導入量の最適化を行い，培養細胞，担癌動物で効果を表す条件を明らかにする．研究が当初計画通りに進まなかった場合には，抗腫瘍剤の内包方法およびナノ粒子の表面性状，官能基化などについて既存手法との比較を行い，血中では放出されず腫瘍組織到達後に抗腫瘍剤が放出されるようなシステム構築の検討（ゼラチンに化学修飾を行う際，腫瘍組織周辺で高濃度を示す酵素による切断部位を導入するなど），あるいは粒子表面の親水化などにより体内動態の最適化を行い、解決法を見出す．また，必要であれば，これまでに報告され造影剤として広く用いられている酸化鉄ナノ粒子等、既存の材料も用いて解析を行う。

Causes of Carryover

当初予定通り計画が進行したが，研究実施施設に既存の試薬を用いたため消耗品購入額が減少した

Expenditure Plan for Carryover Budget

当初目的通り研究を推進するとともに，動物購入費を計画より増やし，詳細なデータ収集に充てる．