A feasibility study for the treatment of oral cancer using a new drug delivery system and cell inhibitor

2008 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19592334
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Surgical dentistry
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: MORIKAWA Hidehiro Tohoku University, 大学院・歯学研究科, 助教 (60302155)
• Co-Investigator(Renkei-kenkyūsha): MORI Shiro 東北大学, 大学病院, 講師 (80230069) ; KODAMA Tetsuya 東北大学, 大学院・医工学研究科, 教授 (40271986)
• Project Period (FY): 2007 – 2008
• Keywords: 口腔癌 / ナノバブル / 超音波 / 細胞阻害剤 / 分子導入 / デリバリーシステム / 癌治療 / ナノメディシン

Research Abstract

本研究では、超音波照射によるナノバブルの破壊に伴う標的腫瘍の細胞膜の浸透圧変化により抗腫瘍効果が期待できる細胞阻害剤をスクリーニングし、口腔癌の治療に有効な新しいドラッグデリバリー製剤の開発を行うことを目的とする。これまで我々は、様々な阻害剤の中からこれまでの文献等を参考にして、合計約200種類の阻害剤を選定し、これを98プレートに分与して、阻害剤プレートを作成した。さらに、腫瘍細胞を培養したプレート内で様々な条件下で超音波照射を行い、超音波照射した細胞を阻害剤プレートに播種し、細胞毒性をMTTアッセイで評価し、ナノバブルと超音波を用いたドラッグデリバリーシステムに応用可能と思われる阻害剤を選択した。その結果、このデリバリーシステムに有用と思われる細胞阻害剤として、3種類の阻害剤(特許申請準備中)を選択することができた。しかし、これらの細胞阻害剤を臨床応用するまでには、膨大な前臨床実験が必要である。そこで、本研究においては、ナノバブルと超音波を用いた分子導入法を用いた場合のこれらの細胞阻害と従来の抗腫瘍剤の抗腫瘍効果や腫瘍標的性を効率的かつ精確に比較検討できる検証システムの開発を試みた。我々は、検証システムとして、ルシフェラーゼ発現腫瘍を用いてin vivo発光イメージングシステムを用いる検証システムとナノバブルを超音波造影剤として用いた高周波超音波三次元イメージングシステムを用いた検証システムの有効性を検討した。その結果、これらの検証システムを用いることにより、生体内での光学顕微鏡レベルの腫瘍微小血管構築画像をリアルタイムで構築することが可能となり、従来の抗腫瘍剤と上記細胞阻害剤との抗腫瘍効果や腫瘍標的性の比較検討が容易にかつ精確にできるようになった。

Research Products

• [Journal Article] Tetsuya Kodama : Low-intensity ultrasound and microbubbles enhance the antitumor effect of cisplatin (2008)
  • Author(s): Yukiko Watanabe, Atsuko Aoi, Sachiko Horie, Noriko Tomita, Shiro Mori, Hidehiro Morikawa, Yasuhiro Matsumura, Georges Vassaux, Tetsuya Kodama
  • Journal Title: Low-intensity ultrasound and microbubbles enhance the antitumor effect of cisplatin Cancer Science 99(12) Pages: 2525-2531
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 高周波超音波イメージングシステムによるシスプラチン抗腫瘍効果の定量化 (2008)
  • Author(s): 小玉哲也, 渡邊夕紀子, 堀江佐知子, 冨田典子, 大澤ふき, 佐久間基成, 陳鋭, 大木宏介, 森川秀広, 森士朗, 小野栄夫
  • Journal Title: 第46回日本生体医工学会大会プログラム・抄録集 Pages: 277-277
• [Presentation] ナノバブル超音波システムを用いた抗癌剤および抗腫瘍分子の導入による新たな癌治療法の開発(016) (2009)
  • Author(s): 宮下 仁, 森 士朗, 冨田典子, 堀江佐知子, 渡邊夕紀子, 陳 鋭, 大澤ふき, 佐久間基成, 大木宏介, 川村 仁, 森川秀広, 小玉哲也
  • Organizer: 第32回日本頭頸部癌学会
  • Place of Presentation: 日東京
  • Year and Date: 20090612-13
• [Presentation] 高周波超音波イメージングシステムを用いた所属リンパ節転移画像診断システムの開発(優S03-02-4)(優PS03-21-1) (2008)
  • Author(s): 冨田典子, 堀江佐知子, 大澤ふき, 陳鋭, 渡邊夕紀子, 森川秀広, 大木宏介, 森 士朗, 小玉哲也
  • Organizer: 第46回日本癌治療学会総会
  • Place of Presentation: 名古屋国際会議場
  • Year and Date: 20081030-1101
• [Presentation] 高周波超音波を利用した新しいリンパ節内微小転移診断システムの開発(EW11-3) (2008)
  • Author(s): 冨田典子, 堀江佐知子, 大澤ふき, 陳鋭, 渡邊夕紀子, 森川秀広, 大木宏介, 福本学, 森 士朗, 小玉哲也
  • Organizer: 第67回日本癌学会学術総会
  • Place of Presentation: 名古屋国際会議場
  • Year and Date: 20081028-30
• [Presentation] ナノバブルと超音波を用いた腫瘍血管造影法による口腔癌診断システムモデルの開発(1-P-012) (2008)
  • Author(s): 大木宏介, 森 士朗, 宮下 仁, 川村 仁, 森川秀広
  • Organizer: 第53回(社)日本口腔外科学総会
  • Place of Presentation: 日徳島
  • Year and Date: 20081020-21
• [Presentation] ナノバブル超音波を用いた抗癌剤および抗腫瘍分子の導入による新たな癌治療法の開発(1-P-013) (2008)
  • Author(s): 宮下 仁, 森 士朗, 大木宏介, 川村 仁, 森川秀広
  • Organizer: 第53回(社)日本口腔外科学総会
  • Place of Presentation: 日徳島
  • Year and Date: 20081020-21
• [Presentation] ナノバブルと超音波を用いた口腔癌の治療のための新しい画像診断・分子導入システム(2-B-1-4) (2008)
  • Author(s): 森 士朗, 大木宏介, 宮下 仁, 川村 仁, 森川秀広
  • Organizer: 第53回(社)日本口腔外科学総会
  • Place of Presentation: 日徳島
  • Year and Date: 20081020-21
• [Presentation] 口腔癌の診断・治療のためのナノバブルと超音波を用いた画像診断・分子導入システムの開発(081) (2008)
  • Author(s): 森士朗, 渡邊夕紀子, 堀江佐知子, 冨田典子, 陳鋭, 大澤ふき, 佐久間基成, 大木宏介, 宮下 仁, 川村仁, 森川秀広, 小玉哲也
  • Organizer: 第32回日本頭頸部癌学会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 20080612-13
• [Presentation] ナノバブルを用いた腫瘍血管造影法による口腔癌早期診断システムモデルの開発(083) (2008)
  • Author(s): 大木宏介, 森士朗, 堀江佐知子, 冨田典子, 渡邊夕紀子, 陳鋭, 大澤ふき, 佐久間基成, 宮下仁, 川村仁, 森川秀広, 小玉哲也
  • Organizer: 第32回日本頭頸部癌学会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 20080612-13
• [Presentation] 高周波超音波イメージングシステムによるシスプラチン抗腫瘍効果の定量化 (2008)
  • Author(s): 小玉哲也, 渡邊夕紀子, 堀江佐知子, 冨田典子, 大澤ふき, 佐久間基成, 陳鋭, 大木宏介, 森川秀広, 森 士朗, 小野栄夫
  • Organizer: 第46回日本生体医工学会大会プログラム・抄録集277頁
  • Place of Presentation: 神戸国際会議場
  • Year and Date: 20080508-10
• [Presentation] 高解像度超音波イメージングシステムを用いたシスプラチンによる抗腫瘍効果の定量化(35-24) (2008)
  • Author(s): 冨田典子, 堀江佐知子, 渡邊夕紀子, 大澤ふき, 佐久間基成, 大木宏介, 森川秀広, 森士朗, 小野栄夫, 小玉哲也
  • Organizer: 日本超音波医学会東北地方会第35回学術集会
  • Place of Presentation: 仙台市情報・産業プラザ アエル5階
  • Year and Date: 2008-03-23
• [Presentation] Evaluation of cisplatin-induced antitumor effect with contrast-enhanced high-frequency ultrasound (2008)
  • Author(s): Noriko Tomita, S Horie, Y Watanabe, F Ooswa, M Sakuma, R Chen, K Ohki, H Morikawa, S Mori, M Ono, T Kodama
  • Organizer: 11th International Symposium on Advanced Biomedical Ultrasound
  • Place of Presentation: Sendai,Japan
  • Year and Date: 2008-03-07
• [Presentation] Development of diagnostic imaging system for regional lymph node micrometastasis with high-frequency ultrasound (2008)
  • Author(s): Tomita N, Horie S, Oosawa F, Rui C, Watanabe Y, Morikawa H, Ohki K, Fukumoto M, Mori S, Kodama T
  • Organizer: 2008 IEEE International Ultrasonics Symposium (IUS). Beijing International Convention Center (BICC)
  • Place of Presentation: Beijing, China, November
  • Year and Date: 2008-02-05
• [Presentation] 高周波超音波画像診断による抗腫瘍効果の評価(P-805) (2007)
  • Author(s): 堀江佐知子, 冨田典子, 渡邊夕紀子, 大木宏介, 森川秀広, 森士朗, 小野栄夫, 小玉哲也
  • Organizer: 第66回日本癌学会学術総会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 20071003-04-05
• [Presentation] ナノバブルと高周波超音波による腫瘍内血管の三次元画像の構築(P-808) (2007)
  • Author(s): 冨田典子, 堀江佐知子, 渡邊夕紀子, 船本健一, 早瀬敏幸, 大木宏介, 森川秀広, 小野栄夫, 森士朗, 小玉哲也
  • Organizer: 第66回日本癌学会学術総会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 20071003-04-05
• [Presentation] Three-dimensional image of intratumoral neovascular (2007)
  • Author(s): Tomita N, Horie S, Watanabe Y, Funamoto K, Hayase T, Oki K, Morikawa H, Ono M, Mori S, Kodama T
  • Organizer: constructed with high-frequency contrast-enhanced micro-ultrasound. SMIT 2007
  • Place of Presentation: Sendai
  • Year and Date: 20070720-22
• [Remarks] ゴールドリボン賞受賞大木宏介, 森士朗, 宮下仁, 川村仁,森川秀広. ナノバブルと超音波を用いた腫瘍血管造影法による口腔癌診断システムモデルの開発. 第53回日本口腔外科学会総会. 日本口腔外科学会雑誌54号139頁. 2008年10月20日-21日(アスティとくしま)
• [Remarks] 宮下仁, 森士朗, 大木宏介, 森川秀広.ナノバブルと超音波を用いた抗癌剤および抗腫瘍分子導入による新たな癌治療法の開発. 第53回日本口腔外科学会総会. 日本口腔外科学会雑誌54号140頁. 2008年10月20日-21日(アスティとくしま)