がん細胞に表面吸着/内部侵入する磁性ビーズの開発と診断・治療への応用

2006 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18209019
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 阿部 正紀 東京工業大学, 大学院理工学研究科, 教授 (70016624)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 半田 宏 東京工業大学, 大学院理工学研究科, 教授 (80107432) ; 甲田 英一 東邦大学, 医学部, 教授 (80101989)
• Keywords: フェライト粒子 / ウィルスカプシド / MRI造影効果 / T1強調 / ハイパーサーミア / 磁性ビーズ

Research Abstract

病原性と毒性のないウイルスSV40を分解して得た蛋白質の五量体の自己組織能を利用して、直径8nmおよび20nmのフェライト粒子を内包したウイルスカプシド・ビーズ(粒径はそれぞれ、15nmおよび32nm)の作製に成功した。これをサル由来のCVI培養細胞内に導入できることを確認した。
粒径が4-60nmのフェライト粒子を作製し、クエン酸およびジメチルカプトコハク酸で表面被覆したビーズを作製して、MRI造影効果を測定した。粒径の小さいフェライトビーズは、T1強調により、陽画像が明確に観測され、粒径が小さくなるほどR2/R1が1に近づくことがわかった。したがって、従来のGdを用いた造影剤に取って代われる、より高性能なT1強調・陽画の造影剤として用いることが可能であることを明らかにした。特に、0.3Tの磁界中でのMRI造影効果が、1.5Tの強力磁界を用いた場合よりも強いT1画像信号を示す傾向が見られ、有利であることがわかった。また、粒径の大きな(30-60nm)フェライト粒子もT2短縮・陰画の造影剤として使用可能であることを見出した。
抗がん磁気ハイパーサーミア用の発熱体としての性能を評価するために、一次粒子の径が8-40nmのフェライト微粒子を作製して、クエン酸で表面被覆して、100-900MHzの交流磁界による発熱効率を測定した。粒径18nmのフェライト微粒子の発熱効率が全周波数領域で最も高くなる結果が得られ、ネール緩和とブラウン緩和による理論計算結果とも一致した。さらに、クエン酸による被覆量を変えて、凝集して構成された二次粒子の大きさを最大5500nmまでも増大させても、発熱効率は1/2程度に減少したにとどまった。したがって、発熱効率は本質的に一次粒子の径で定まる事を明らかにすることができた。

Research Products

• [Journal Article] Mutational analysis of the carboxyl-terminal region of the SV40 major capsid protein VI1. (2007)
  • Author(s): Yokoyama, N., Kawano, M., Tsukamoto, H., Enomoto, T., Inoue, T., Takahashi, R., Nakanishi, A., Imai, T., Wada, T., Handa, H.
  • Journal Title: J. Biochem 141 Pages: 279-286
• [Journal Article] Preparation of size controlled (30-100 nm) magnetite nanoparticles for biomedical applications. (2007)
  • Author(s): Nishio, K., Ikeda, M., Gokon, N., Tsubouchi, S., Narimatsy, H., Mochizuki, Y., Sakamoto, S., Snadhu, A., Abe, M., Handa, H
  • Journal Title: J. Magn. Magn. Mater. 310,2 Pages: 2408-2410
• [Journal Article] Identification of a chemical substance thati is immobilized to ferrite nanoparticles (FP). (2007)
  • Author(s): Nishio, K., Gokon, N., Hasegawa, M., Ogura, Y., Ikeda, M., Narimatsu, H., Tada, M., Yamaguchi, Y., Sakamoto, S., Abe, M., Handa, H
  • Journal Title: Colloid and Surface B : Biointerfaces 54,22 Pages: 249-253
• [Journal Article] Adeno-associated wirus site-specific integration is regulated by TRP-185. (2006)
  • Author(s): Yamamoto, N., Suzuki, M., Kawano, M., Inoue, T., Takahashi, R., Tsukamoto, H., Enomoto, T., Yamaguchi, Y., Wada, T., Handa, H.
  • Journal Title: J. Virol. 81 Pages: 1990-2001
• [Journal Article] A new mechanism of methotrxate action revealed by target screening with affinity beads. (2006)
  • Author(s): Uga, H., Kuramori, C., Ohta, A., Tsubio, Y., Tanaka, H., Hatakeyama, M., Yamaguchi, Y., Takahashi, T., Kizaki, M., Handa, H.
  • Journal Title: Mol. Pharmacol. 70 Pages: 1832-1839
• [Journal Article] Porphrin accumulation in mitochondria is mediated by 2-oxoglutarate carrier. (2006)
  • Author(s): Kabe, Y., Ohmori, M., Shinouchi, K., Tsubio, Y., Hirao, S., Azuma, M., Watanabe, H., Okura, I., Handa, H.
  • Journal Title: J. Biol. Chem. 281 Pages: 31729-31735
• [Journal Article] Direct Detection of Redox Redox Reactions of Sulfur-containing Compounds on Ferrite Nanoparticle (FP) Surgace. (2006)
  • Author(s): Nishio, K., Gokon, N., Tsubouchi, S., Ikeda, M., Narimatsu, H., Sakamoto, S., Izumi, Y., Abe, M., Hanada, H.
  • Journal Title: Chem. Lett. 35 Pages: 974-975
• [Journal Article] The VP2/VP3 minor capsid ptotein of SV40 promotes the in vitro assembly of the major capsid protein VP1 into particles. (2006)
  • Author(s): Kawano, M., Inoue, T., Tsukamoto, H., Takaya, T., Enomoto, T., Takahashi, R.U., Yokoyama, N., Yamamoto, N., Nakanishi, A., Imai, T., Wada, T., Kataoka, K., Handa, H.
  • Journal Title: J. Biol. Chem. 281 Pages: 10164-10173
• [Journal Article] Detection of magnetically labeled DNA using pseudomorphic AlGaAs/InGaAs heterostructure micro-Hall biosensor. (2006)
  • Author(s): Togawa, K., Sanbonsugi, H., Sandhu, A., Narimatsu, H., Nishio, K., Handa, H.
  • Journal Title: J. Appl. Phys. 99 Pages: 08P109
• [Journal Article] High efficiency Hall effecti micro-biosensor platform for detection of magnetically labeled biomolecules.
  • Author(s): Sandhu, A., Kumagai, Y., Lapicki, A., Sakamoto, S., Abe, A., Handa, H.
  • Journal Title: 美汚染祖rs安dBioelectronics (in press)
• [Book] トコトンやさしいタンパク質の本 (2007)
  • Author(s): 半田宏 共著
  • Total Pages: 126-12
  • Publisher: B＆Tブックス日刊工業新聞社
• [Book] ナノ粒子分散系の化学と技術 (2006)
  • Author(s): 半田宏 共著
  • Total Pages: 295-307
  • Publisher: シーエムシー出版
• [Book] ライフサイエンスニュースレター (2006)
  • Author(s): 半田宏, 阿部正紀
  • Total Pages: 31-33
• [Book] 磁性ピーズのバイオ・環境技術への応用展開 (2006)
  • Author(s): 半田宏, 阿部正紀, 野田紘憙 監修
  • Total Pages: 310
  • Publisher: 株式会社シーエムシー出版
• [Patent(Industrial Property Rights)] 球状フェライトナノ粒子及び園製造方法 (2007)
  • Inventor(s): 阿部正紀, 半田宏, 中川貴, 多田大, 嶋津隆一
  • Industrial Property Rights Holder: 東京工業大学
  • Industrial Property Number: 特願2007-000649
  • Filing Date: 2007-01-05
• [Patent(Industrial Property Rights)] ウイルス粒子様構造体およびそれを含有する製剤 (2006)
  • Inventor(s): 半田宏, 榎本輝也, 井上隆昌, 澤田航, 西尾広介, 竹山敏久, 上田栄一, 西脇州
  • Industrial Property Rights Holder: 東京工業大学コニカミノルタエムジー株式会社
  • Industrial Property Number: 特願2006-102351
  • Filing Date: 2006-04-03
• [Patent(Industrial Property Rights)] 薬剤スクリーニングのための複合体 (2006)
  • Inventor(s): 半田宏, 澤智華, 加部泰明, 坂本聡, 西尾広介, ユングテツマウチット, 倉森見典, 古川正一郎, 井上敏
  • Industrial Property Rights Holder: 東京工業大学チッソ株式会社
  • Industrial Property Number: 特願2006-125348
  • Filing Date: 2006-04-28
• [Patent(Industrial Property Rights)] ウイルス感染阻害薬のスクリーニング法及びビスフォスフォネートを含む感染阻害薬 (2006)
  • Inventor(s): 半田宏, 澤智華, 廣田雅隆, 山田丈
  • Industrial Property Rights Holder: 東京工業大学
  • Industrial Property Number: 特願2006-311865
  • Filing Date: 2006-11-17
• [Patent(Industrial Property Rights)] 抗腫瘍剤に対する腫瘍細胞の感受性増強剤 (2006)
  • Inventor(s): 梅澤一夫, 石井智佳, 高本奈緒, 半田宏
  • Industrial Property Rights Holder: 学校法人慶応義熟
  • Industrial Property Number: 特願2006-274257
  • Filing Date: 2006-10-05
• [Patent(Industrial Property Rights)] 蛍光機能具備磁性ポリマー粒子とその製造方法 (2006)
  • Inventor(s): 半田宏, 阿部正紀, 北善紀, 西尾広介
  • Industrial Property Rights Holder: 東京工業大学
  • Industrial Property Number: 特願2006-313493
  • Filing Date: 2006-11-20