2020 Fiscal Year Research-status Report
Study on cerebrospinal fluid administration of boron agent for brain tumor for BNCT
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19K16412
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
日下 祐江 大阪大学, 工学研究科, 技術職員 (30781314)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | ホウ素中性子捕捉療法(BNCT) / ホウ素薬剤 / 血液脳関門 / 脳脊髄液内投与 / 脳腫瘍 / Drug Delivery System |
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| Outline of Annual Research Achievements |
現在、放射線被ばくが少ない放射線治療法として、ホウ素中性子捕捉療法（BNCT)が注目されている。この治療法が成功するには、ホウ素(10B)が腫瘍に選択的にかつ高濃度に集積することが重要であり、この解決に向けて多くの研究がなされている。しかし高濃度で投与できるホウ素薬剤の開発は非常に難しく、現在使用されている薬剤は2種類のみである。これを解決するため、肝臓腫瘍などでは、腫瘍近くの動脈へ薬剤を投与し、ホウ素の腫瘍到達濃度を高めるようなDrug Delivery System (DDS)が研究されている。しかし脳腫瘍の場合、血液脳関門の存在により、薬剤移行や薬剤排泄の経路が複雑になるため、その効率的な手法は未だ確立されていない。そこで本研究ではホウ素薬剤の脳脊髄液内投与法を提案し、その有用性を確かめることを目的としている。
今年度は、ホウ素薬剤を正常ラットの血管内および脳脊髄液内から投与し、経時的に血液、脳脊髄液、脳を採取した。それぞれの検体に含まれるホウ素をICP-AESで測定し、ホウ素濃度が体内でどのように変化するかを検討した。脳脊髄液内に投与したホウ素は、脳および脳脊髄液で比較的高濃度にホウ素が検出されるのに対し、血管内に投与したホウ素は、脳および脳脊髄液内にはほとんどホウ素は検出されなかった。次年度は、脳腫瘍モデルラットを作製し、脳脊髄液内投与法で、ホウ素が脳腫瘍細胞に選択的に蓄積するかを検討する予定である。また放射性同位元素を使用した施設の申請が通り次第、放射性同位元素を用いた脳脊髄液のホウ素排泄実験を始める予定である。
今年度も昨年度に引き続き、大阪大学理学部の協力を得て、質量分析法による脳組織のホウ素イメージング技術の開発も進めている。現在、正常細胞での測定条件が定まってきており、今後、脳腫瘍モデルラットができれば、腫瘍細胞での測定条件を検討していく。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
今年度は、脳脊髄液内および血管内に投与したホウ素が脳脊髄液中でどのような挙動を示すのかを検討するため、経時的に脳脊髄液中のホウ素濃度をICP-AESで測定した。しかし脳脊髄液は、静止した液体ではなく、産生と排出による流れがある複雑な機構であるため、正確なホウ素の濃度変化は、放射性同位元素を用いた速度論により検討する必要がある。今年度は、放射性同位元素使用施設の申請をしていたが、新型コロナウイルス感染症の影響もあり、変更申請の承認が遅れており、現在は、コールドの実験を進めている段階である。次年度は放射性同位元素を用いた実験を並行して進めていく。
また現在行っている正常ラットに対するコールド実験を、脳腫瘍モデルラットを用いて検討を進めていく。脳腫瘍モデルラットの作製は、腫瘍株が脳組織に定着するかどうかが重要であり、現在、マウスでの実績はあるものの、ラットでの実施例がない。そのため、次年度は、定着する腫瘍株やラットの品種、腫瘍株接種からの飼育日齢などの検討を行うには、予定より時間がかかる見込みである。
脳組織中のホウ素濃度の測定に関しては、大阪大学理学部の協力を得て、測定方法を検討中である。その手法は、質量分析を用いたイメージング技術であるが、脂肪成分の多い脳組織にあるホウ素をイオン化するのは難しく、また蓄積しているホウ素もごく微量なため、検出感度の向上には、さらなる検討が必要である。現在は、正常な脳組織にホウ素薬剤を滴下したサンプルで、最もよく検出されるマトリクスや測定条件が定まったところである。この後、実際に脳脊髄液内投与法によってホウ素を投与した脳細胞で測定条件を設定し、さらに脳腫瘍モデルラットへのホウ素イメージングにつなげていく。
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| Strategy for Future Research Activity |
脳腫瘍モデルラットの作製は、腫瘍株が脳組織に定着するかどうかが重要であり、今年の1月より、(株)日本クレアと検討を進めている。この試験は次年度の5月に行われる予定である。現在、マウスでの脳腫瘍モデル作製実績はあるものの、ラットでの実施例がない。そのため、次年度は、定着する腫瘍株やラットの品種、腫瘍株接種からの飼育日齢などの検討を行っていく予定である。腫瘍モデルラットが完成すれば、現在正常ラットで行っている実験を、腫瘍モデルラットに変えて進めていく。放射性同位元素を用いた実験に関しては、すでに放射性同位元素の準備はあるため、施設の準備が整い次第、開始する予定である。
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| Causes of Carryover |
新型コロナウイルス感染症の拡大により、研究活動の停止や放射線同位元素使用施設の承認の遅れが生じたため、実験が計画通り進まなかった。また学会の中止や延期が相次ぎ、旅費を使用しなかった。次年度は、この予算で、放射性同位元素を使用した実験や腫瘍モデルラットを使用した実験を進めると同時に、今年度発表できなかった実験結果を次年度の学会で発表する予定である。
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Research Products
(3 results)
