2021 Fiscal Year Annual Research Report
Radiosensitization of gold nanoparticles on animal models with enhanced delivery using ultrasonic stimulation
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19K08112
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
三澤 雅樹 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 主任研究員 (60358083)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
新田 尚隆 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 主任研究員 (60392643)
松本 孔貴 筑波大学, 医学医療系, 助教 (70510395)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 金ナノ粒子 / X線 / 放射線治療 / 活性酸素 / 超音波 / パイロトーシス / 炎症性サイトカイン / 細胞性障害分子パターン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
H31年度の安定分散法による動物用標的指向型金ナノ粒子合成、R2年度の蛍光標識とin vivo イメージング装置での体内動態観察により、投与経路としてIVよりITでの腫瘍蓄積が高くなる結果となったため、R3年度はIT経路で腫瘍部皮下3方向から金ナノ粒子を濃度6～12㎎/mLで100μL投与、その後集束超音波（強度1.2W/m2）を3分照射射して腫瘍内分散を亢進させ、12時間後に10MVの治療用X線3Gyを４回、合計12Gy照射するプロトコルを策定した。
さらに、X線照射下の金ナノ粒子で、HSP70, HMGB1, S100A9/B9等を含む細胞障害性分子パターン（DAMPs）放出を促進し、炎症性プログラム細胞死（Pyrotosis）を示す結果に基づき、B16メラノーマ細胞を、金ナノ粒子存在化で60Gy照射して積極的にDAMPs生成させた後、透析膜を多段階で使用して質量数30～100 kDa のDAMPsを回収した。この濃縮溶液に、新たに金ナノ粒子を加え、DAMPs吸着の金ナノ粒子を6～12㎎/mLに調整して、B16メラノーマ担癌マウスに、アジュパントを加えて投与、放射線と腫瘍免疫併用効果の検討を行った。
実験では、マウス大腿部の両側にメラノーマを形成し、同量のアジュバント含有金ナノ粒子を投与後、左側のみに集束超音波照射と10MVX線照射を２日おきに3Gyｘ4回照射した。2回照射後に、金ナノ粒子のブースト投与を行なった結果、Ｘ線照射側では、2.8～9.8倍の抗腫瘍効果が確認できた。また、X線非照射側でも、1.2～2.5倍の抗腫瘍効果が観察されたことから、腫瘍免疫による一定の増殖抑制が示唆された。
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