2018 Fiscal Year Research-status Report
超音波の音響化学的作用による難吸収性薬物の生体内新規薬物送達システムの開発
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18K12086
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| Research Institution | Yokohama College of Pharmacy |
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Principal Investigator |
岩瀬 由未子 横浜薬科大学, 薬学部, 講師 (00521882)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
弓田 長彦 横浜薬科大学, 薬学部, 教授 (40191481)
西 弘二 崇城大学, 薬学部, 准教授 (00398249)
梅村 晋一郎 東北大学, 医工学研究科, 学術研究員 (20402787)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 薬物送達 / 超音波 / 音響化学作用 / 難吸収性薬物 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
難吸収性薬物の薬物送達の制御は、薬の効能を高め、副作用を軽減させることができると考えられる。そこで、難吸収性薬物の消化管からの吸収促進を目的として、音響化学的作用による薬物送達システムの確立を試みる。本研究では、超音波照射により細胞膜に一過性の細孔を形成させこの細孔を介して難吸収性薬物を送達させる手法の確立を目指す。本年度はsarcoma180細胞内へのメチレンブルーの移行実験およびラット反転腸管を用いたサリチルアミドの腸管膜透過実験を行った。
細胞内移行の実験では1 mg/mLメチレンブルーの、sarcoma180細胞中への薬物送達に及ぼす超音波照射の効果を調べた。セルカウンターで計測した染色細胞数を指標に細胞内薬物移行率を算出した。非照射時に2%であった染色細胞が、超音波強度2.1 W/cm2，30 sの超音波照射で23%に増加した。この超音波照射条件下では細胞損傷がほとんど確認されないことから、超音波照射により細胞膜に一時的な細孔が生じ、薬物の細胞内移行が確認された可能性が示唆される。
腸管膜透過実験には0.5 mg/mLサリチルアミドを用いた。ラット反転腸管を作製し、それをサリチルアミド溶液に浸し、超音波照射により腸管膜を移行した薬物は蛍光光度計で蛍光強度を測定することにより腸管内液に含まれる薬物濃度を見積もった。この結果、超音波非照射時は腸管内の薬物濃度が7 ug/mLであったが超音波強度2.0 W/cm2，8 min照射では腸管内の薬物濃度が80 ug/mLと超音波非照射時の約10倍に増加した。超音波照射が超音波照射部位に局所的に腸管組織の膜流動性の変化を引き起こし薬物の送達を可能にした可能性が考えられる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成30年度は、当初予定していた超音波照射により音響化学的に難吸収性薬物の細胞内移行およびラット腸間膜透過が増強されることが確認できている。
2.1 W/cm2の超音波強度は細胞に損傷を与えず、メチレンブルーの細胞内移行を増強していることから一過性の細孔が細胞膜に形成された可能性が示唆されている。超音波照射により細胞内移行可能な薬物の情報をまとめるため、カルセインなどの膜透過性のない薬物を使用し、超音波照射により細胞内移行した薬物の蛍光を蛍光光度計で測定し細胞内薬物移行を引き続き見積もる。また、細孔形成への音響キャビテーションの関与を調べるため、超音波の伝搬をシュリーレン法により可視化する、マイクロフォンを用いてキャビテーションノイズを測定するなどの方法により音響キャビテ―ションが引き起こされているか調べる。また、超音波照射後の細胞形態画像を電子顕微鏡で撮影し、細孔の有無を確認する必要がある。
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| Strategy for Future Research Activity |
超音波照射により音響化学的に薬物を送達できることが確認できたので、薬物を送達することによる腫瘍増殖抑制効果について薬物および超音波処置後の細胞を一定期間培養の生細胞数および死細胞数を測定することにより評価する。
この検討には、本来細胞膜を透過しないゲムシタビンの活性代謝物であるゲムシタビン3リン酸化体を用い、超音波照射により細胞内に薬剤を移行させ、細胞増殖抑制効果が促進されるかをセルカウンターで生細胞数および死細胞数を計測することで評価する。
超音波照射による細胞への一時的細孔の形成への音響キャビテ―ションの関与を調べるため、音響キャビテ―ション誘発を促進させるためマイクロバブルナノ粒子を加え、薬物の細胞内移行率の増大への影響を確認する。また、細孔形成を確認するため、細胞形態画像を電子顕微鏡で撮影し、超音波照射による細孔形成を確認する。
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| Causes of Carryover |
研究成果報告として論文投稿を行った際の投稿料として概算で予算を組んでいたが、外貨換算に変動があったため差額が生じた。残額は、次年度の研究試薬購入に充てる予定である。
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