Sonodynamic cancer therapy with molecular target TiO2 nano-particles

2009 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19300182
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Medical systems
• Research Institution: Kanazawa University
• Principal Investigator: SHIMIZU Nobuaki Kanazawa University, 環日本海域環境研究センター, 教授 (50019634)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): KURODA Syun'ichi 名古屋大学, 大学院・生命農学研究科, 教授 (60263406) ; NINOMIYA Kazuaki 金沢大学, 環日本海域環境研究センター, 助教 (10379125)
• Co-Investigator(Renkei-kenkyūsha): OGINO Chiaki 神戸大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (00313693)
• Project Period (FY): 2007 – 2009
• Keywords: 二酸化チタン / 超音波照射 / ナノ粒子 / 肝がん細胞 / DDS / 担がんマウス / アポトーシス / OHラジカル

Research Abstract

肝細胞特異認識タンパク質preS1/S2固定化TiO_2ナノ粒子を用いて、培養がん細胞に対する細胞損傷効果および担がんマウスに対する抗腫瘍効果を解析した。その結果がん細胞がOHラジカルなどの化学種の酸化作用により損傷を受け、アポトーシスを誘導し細胞死に至ること、周波数1MHz,照射強度1W/cm^2,照射時間1minという条件で週3回担がんマウスに超音波照射を行い、有意な腫瘍の成長抑制を確認した。

Research Products

• [Journal Article] Ultrasound-induced cell damage and membrane lipid peroxidation of Escherichia coli in the presence of non-woven TiO2 fabrics (2010)
  • Author(s): Rahman, M.M., Ninomiya, K., Ogino, C., Shimizu, N.
  • Journal Title: Ultrason. Sonochem. 17 Pages: 738-743
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Potential uses of titanium dioxide in conjunction with ultrasound for improved bacterial disinfection. Biochem (2010)
  • Author(s): Shimizu, N., Ninomiya. K., Ogino, C., Rahman, M.M.
  • Journal Title: Eng. J. 48 Pages: 416-423
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 二酸化チタン表面での超音波力学的OHラジカル生成機構の解析. (2010)
  • Author(s): 大庭達也, 仁宮一章, 清水宣明
  • Journal Title: 金沢大学環日本海域環境研究センター平成20年度年報 Pages: 119-125
• [Journal Article] 肝細胞特異認識能を有する二酸化チタン・ナノ粒子を用いた超音波力学的がん治療. (2010)
  • Author(s): 園家史朗, 仁宮一章, 清水宣明
  • Journal Title: 金沢大学環日本海域環境研究センター平成20年度年報 Pages: 126-130
• [Journal Article] 光触媒ナノ粒子と超音波技術をカップリングしたがん治療法 (2009)
  • Author(s): 仁宮一章, 清水宣明, 荻野千秋
  • Journal Title: マテリアルインテグレーション特集マイクロ・ナノバブル(2)-マイクロバブルとソノプロセス 22 Pages: 8-11
• [Journal Article] Sonocatalytic facilitation of hydroxyl radical generation in the presence of TiO2. (2008)
  • Author(s): Shimizu, N., Ogino, C., Dadjour, M.F., Ninomiya, K., Fujihira, A., Sakiyama, K.
  • Journal Title: Ultrason. Sonochem 15 Pages: 988-994
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Properties of TiO2-polyacrylic acid dispersions with potential for molecular recognition. (2008)
  • Author(s): Kanehira, K., Banzai, T., Ogino, C., Shimizu, N., Kubota, Y., Sonezaki, S.
  • Journal Title: Colloids Surf. B: Biointerfaces 64 Pages: 10-15
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Decolorization of methylene blue in aqueous suspensions of titanium peroxide. (2008)
  • Author(s): Ogino, C., Dadjour, M.F., Iida, Y., Shimizu, N.
  • Journal Title: J. Hazard. Mater. 153 Pages: 551-556
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 二酸化チタン/超音波触媒法とその医療応用 (2008)
  • Author(s): 清水宣明, 仁宮一章, 荻野千秋
  • Journal Title: 化学工学誌特集「ソノプロセス」 72 Pages: 636-638
• [Journal Article] 機能性二酸化チタン・ナノ粒子を用いたがん治療への基礎研究 (2008)
  • Author(s): 笹井良祐, 荻野千秋, 清水宣明
  • Journal Title: 金沢大学環日本海域環境研究センター平成19年度年報 Pages: 129-134
• [Journal Article] 二酸化チタン/超音波触媒法による過酸化水素生成機構の解析 (2008)
  • Author(s): 崎山和亨, 荻野千秋, 清水宣明
  • Journal Title: 金沢大学環日本海域環境研究センター平成19年度年報 Pages: 135-140
• [Journal Article] ecognition and effective degradation of 17・-estradiol by anti-estradiol antibody-immobilized TiO2 nanoparticle. (2007)
  • Author(s): Ogino, C., Kanehira, K., Sasai, R., Sonezaki, S., Shimizu, N.
  • Journal Title: J. Biosci. Bioeng. 104 Pages: 339-342
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 二酸化チタン・超音波触媒法による細胞死誘導 (2007)
  • Author(s): 高木圭子, 荻野千秋, 清水宣明
  • Journal Title: 超音波テクノ(特集そのケミストリーの最新動向(2)) 19 Pages: 41-45
• [Journal Article] 二酸化チタン・超音波触媒法によるOHラジカルの生成と溶存希ガスの促進効果. (2007)
  • Author(s): 清水宣明, 荻野千秋, 藤平敦司
  • Journal Title: 超音波テクノ, (特集そのケミストリーの最新動向(1)) 19 Pages: 39-44
• [Journal Article] TiO2ナノ粒子と超音波触媒法を併用したがん治療法のin vitroおよびin vivo評価
  • Author(s): 大島周平, 仁宮一章, 清水宣明
  • Journal Title: 金沢大学環日本海域環境研究センター平成21年度年報 (掲載確定)
• [Journal Article] 二酸化チタン/超音波触媒法を応用した有害生物殺菌システム
  • Author(s): 仁宮一章, Rahman, M.R., 荻野千秋, 清水宣明
  • Journal Title: 超音波テクノ (掲載確定)
• [Presentation] 二酸化チタン・超音波触媒法によるがん細胞傷害と増殖抑制 (2010)
  • Author(s): 清水宣明
  • Organizer: 第3回超音波分子診断治療研究会
  • Place of Presentation: 福岡大学(福岡)
  • Year and Date: 2010-03-06
• [Presentation] TiO2ナノ粒子と超音波触媒法を併用したがん治療法のin vitroおよびin vivo評価 (2009)
  • Author(s): 大島周平, 仁宮一章, 荻野千秋, 黒田俊一, 清水宣明
  • Organizer: 日本ソノケミストリー学会第18回討論会
  • Place of Presentation: 長岡技術科学大学(長岡)
  • Year and Date: 20091023-20091024
• [Presentation] Nanometer-sized TiO2 particles induce apoptosis associated with chromosomal DNA fragmentation and caspase-3 activation in L1210 leukemia cells. (2009)
  • Author(s): Higuchi, Y., Takaki, K., Hashii, M., Ogino, C., Shimizu, N.
  • Organizer: The 21th International Congress of Biochemistry and Molecular Biology (IUBMB-2009-Congress), Shanghai International Convention Center
  • Place of Presentation: Shanghai (China)
  • Year and Date: 20090802-20090807
• [Presentation] 二酸化チタンナノ粒子による細胞死誘導における細胞内関連物質の動態 (2009)
  • Author(s): 高木圭子, 樋口善博, 橋井美奈子, 荻野千秋, 清水宣明
  • Organizer: 日本薬学会第129年会
  • Place of Presentation: 国立京都国際会館(京都)
  • Year and Date: 20090326-20090328
• [Presentation] TiO2ナノ粒子と超音波を併用した新規がん治療法構築のための基礎的検討 (2009)
  • Author(s): 仁宮一章, 園家史朗, 大島周平, 荻野千秋, 黒田俊一, 清水宣明
  • Organizer: 化学工学会第74年会
  • Place of Presentation: 横浜国立大学(横浜)
  • Year and Date: 20090318-20090320
• [Presentation] 光触媒・超音波化学のカップリングとその医療応用 (2009)
  • Author(s): 清水宣明, 仁宮一章
  • Organizer: 平成21年度電気関係学会北陸支部連合大会
  • Place of Presentation: 北陸先端科学技術大学院大学(金沢)
  • Year and Date: 2009-09-12
• [Presentation] TiO2ナノ粒子と超音波触媒法を併用したがん細胞傷害効果の評価 (2008)
  • Author(s): 仁宮一章, 園家史朗, 大島周平, 荻野千秋, 黒田俊一, 清水宣明
  • Organizer: 日本ソノケミストリー学会第17回討論会
  • Place of Presentation: 電気通信大学(東京)
  • Year and Date: 20081205-20081206
• [Presentation] 二酸化チタン/超音波触媒法によるOHラジカル生成に及ぼす超音波周波数の影響 (2008)
  • Author(s): 大庭達哉, 仁宮一章, 荻野千秋, 清水宣明
  • Organizer: 日本ソノケミストリー学会第17回討論会
  • Place of Presentation: 電気通信大学(東京)
  • Year and Date: 20081205-20081206
• [Presentation] Evaluation of sonocatalytic cytotoxicity of cancer cells with incorporation of TiO2 nanoparticles (2008)
  • Author(s): Ninomiya, K., Sonoke, S., Oshima, S., Ogino, C., Kuroda, S., Shimizu, N.
  • Organizer: The 14th Symposium of Young Asian Biochemical Engineers' Community (YABEC) 2008
  • Place of Presentation: Shibaura Institute of Technology, Toyosu Campus (Tokyo)
  • Year and Date: 20081129-20081201
• [Presentation] Application of Biomolecule-Immobilized TiO2 Nanoparticle for Mammalian Cell killing (2008)
  • Author(s): Ogino, C., Shimizu, N.
  • Organizer: American Society for Microbiology 108th General Meeting
  • Place of Presentation: Boston Convention and Exhibition Center, Boston, (USA)
  • Year and Date: 20080601-20080605
• [Presentation] 機能性二酸化チタン・ナノ粒子のがん治療への基礎研究 (2008)
  • Author(s): 笹井良祐, 園家史朗, 大島周平, 荻野千秋, 黒田俊一, 清水宣明
  • Organizer: 化学工学会第73回年会
  • Place of Presentation: 静岡大学浜松キャンパス(浜松)
  • Year and Date: 20080317-20080319
• [Presentation] 二酸化チタンへの超音波照射による過酸化水素生成機構の解析 (2008)
  • Author(s): 崎山和亨, 大庭達哉, 荻野千秋, 清水宣明
  • Organizer: 化学工学会第73回年会
  • Place of Presentation: 静岡大学浜松キャンパス(浜松)
  • Year and Date: 20080317-20080319
• [Presentation] Construction of biomolecule- immobilized TiO2 nanoparticle for applying to new cell injuring method with ultrasound irradiation (2007)
  • Author(s): Ogino, C., Sasai, R., Sonoke, S., Kuroda, S., Shimizu, N.
  • Organizer: International Symposium on Sonochemistry and Sonoprocessing 2007
  • Place of Presentation: Kyoto Research Park (Kyoto)(Invited lecture)
  • Year and Date: 20071206-20071209
• [Presentation] Farshbaf- Dadjour, M., Ultrasonic facilitation of OH radical generation in the presence of TiO2 (2007)
  • Author(s): Shimizu, N., Ogino, C.
  • Organizer: International Symposium on Sonochemistry and Sonoprocessing 2007
  • Place of Presentation: Kyoto Research Park (Kyoto)(Invited lecture)
  • Year and Date: 20071206-20071209
• [Presentation] Analysis of H2O2 formation induced by ultrasonic irradiation with TiO2 (2007)
  • Author(s): Sakiyama, K., Oniwa, T., Ogino, C., Shimizu, N.
  • Organizer: International Symposium on Sonochemistry and Sonoprocessing 2007
  • Place of Presentation: Kyoto Research Park (Kyoto)
  • Year and Date: 20071206-20071209
• [Presentation] The cancer cell injury by combination of protein displayed titanium dioxide nanoparticle and ultrasound irradiation (2007)
  • Author(s): Sasai, R., Sonoke, S., Ogino, C., Kuroda, S., Shimizu, N.
  • Organizer: International Symposium on Sonochemistry and Sonoprocessing 2007
  • Place of Presentation: Kyoto Research Park (Kyoto)
  • Year and Date: 20071206-20070609
• [Presentation] Application of biomoleculeimmobilized TiO2 nanoparticle for chemical compound degradation and mammalian cell killing (2007)
  • Author(s): Ogino, C., Sasai, R., Sonoke, S., Shimizu, N.
  • Organizer: The 13th Symposium of Young Asian Biochemical Engineers' Community (YABEC)2007
  • Place of Presentation: Korea University, Seoul (Korea)
  • Year and Date: 20071020-20071022
• [Patent(Industrial Property Rights)] ヒト肝臓がん細胞HepG2に特異的な結合性を有するDNAアプタマー (2010)
  • Inventor(s): 仁宮一章, 清水宣明
  • Industrial Property Rights Holder: 金沢大学
  • Industrial Property Number: 特許特願2010-28012
  • Filing Date: 2010-02-10