化学療法、放射線治療、温熱療法を一つにまとめた膵臓癌治療用ナノ粒子の開発

2017 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 17K15016
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 斎藤 高 筑波大学, 学内共同利用施設等, 医員 (70750107)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 化学療法 / 温熱療法 / 放射線治療

Outline of Annual Research Achievements

抗癌剤と放射性物質を癌細胞に直接運ぶことで副作用の少ない効率性に優れた治療ができる。それに加えて、温熱による増感効果も加味することで高い治療効果を実現させることが特色である。数十nmの粒径を有するナノ粒子を用いる。癌血管の脆弱性、漏出性により、同サイズのナノ粒子は癌細胞に効率的に取り込まれる。また、ナノ粒子に酸化鉄を用いて温度応答性とする。したがって、磁場をかけることで発熱し、封入した物質を容易に離脱させて、癌細胞に直接デリバリーするだけでなく発熱による増感効果も発揮できる。
今年度はナノ粒子に抗癌剤(ゲムシタビン)を封入し、合成することを目的とした。

Current Status of Research Progress

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

Reason

最初にPoly(allylamine hydrochloride)をカチオンとして、Poly(sodium 4-styrenesulfonate)をカチオンとした重合体を設計した。この重合体をlayer by layer構造で折りたたむことでゲムシタビンを効率よく吸着させることを意図した設計である。ゲムシタビンがアニオンに吸着する性質があり、理論的には水中では表面のアニオンにのみ吸着するが、食塩水溶液中では内部に介在する塩素イオンが吸着を手助けするためにより高いゲムシタビン量を封入することが可能である。その原理に基づき、0mM、50mM、100ｍM溶液中でのゲムシタビン吸着量を求めた。結果は50mM溶液で0mM溶液の約2倍、100mM溶液では50mM溶液よりも軽度高いゲムシタビン吸着量を認め、ゲムシタビン吸着量が食塩水濃度と密接に関連していることが明らかになった。また陽電荷をもつ層と陰電荷をもつ層を交互に組み合わせることで多層構造を持つ粒子の合成に成功した。

Strategy for Future Research Activity

粒子に封入するゲムシタビン量とヨード量は臨床例での経験から推察して計算されており、今後はその量を安定的に粒子に封入させることになる。どのような条件下でどの程度のゲムシタビン量とヨード量が粒子内に封入できるかを確認することが最初に行うべきことである。次に、細胞レベルでの毒性試験、膵臓癌細胞への集積程度の確認を行う。そのあと、マウスを使った動物実験に移行する。動物実験では体内動態の確認を行うことで最適な投与から治療までの時間を定め、その後、抗腫瘍効果を評価する。