メタルナノ粒子を吸着した薬剤溶出性ビーズによる新規放射線増感療法の基礎的検討

2019 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19K21285
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Institution: Kobe University
• Principal Investigator: 窪田 光 神戸大学, 医学部附属病院, 医員 (60824208)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 過酸化チタンナノ粒子 / ドラッグデリバリーシステム / 薬剤溶出性ビーズ

Outline of Annual Research Achievements

メタルナノ粒子は新規の放射線増感剤として注目され、我々の先行研究で過酸化チタンナノ粒子を開発し、国際特許を取得している。しかし、メタルナノ粒子の臨床応用への
大きな課題として、ドラッグデリバリーの問題がある。腫瘍投与された過酸化チタンナノ粒子は早期に腫瘍から消失し、肝臓へと移行する。さらに静脈投与ではEPR効果はわずかであり、腫瘍自体には集積せず、多くが肝臓でトラップされてしまう。本研究では、過酸化チタンナノ粒子を薬剤溶出性ビーズに吸着させ、腫瘍局所で徐放させることで、これらの問題を解決できるのではないかと仮説を立てた。今回は薬剤溶出性ビーズとチタンナノ粒子を併用した際の放射線増感効果の持続性を中心に検討した。Cell-free系では、薬剤溶出性ビーズへのチタンナノ粒子の吸着を確認した。Xenograft腫瘍モデル（MIAPaCa-2ヒト膵癌モデル）への放射線増感効果を過酸化チタンナノ粒子単独群と薬剤溶出性ビーズと過酸化チタンナノ粒子の併用群で比較した。結果、薬剤投与から放射線照射の期間が長いほど、薬剤溶出性ビーズと過酸化チタンナノ粒子の併用群でより良好な腫瘍増殖抑制効果が得られた。これらの結果は過酸化チタンナノ粒子が薬剤溶出性ビーズから徐放されることに起因すると考えられた。徐放されたチタンナノ粒子からH2O2が産生、細胞内に蓄積されることで、放射線照射に対する増感効果がより強く得られるのではないかと考察した。今後IVRの手法を用いて経動脈的投与を行い、深部病変に対してもドラッグデリバリーができれば、より臨床的なメリットが得られる。

Research Products

• [Journal Article] Predicting the survival of patients with bone metastases treated with radiation therapy: a validation study of the Katagiri scoring system (2019)
  • Author(s): Kubota Hikaru、Soejima Toshinori、Sulaiman Nor Shazrina、Sekii Shuhei、Matsumoto Yoko、Ota Yosuke、Tsujino Kayoko、Fujita Ikuo、Fujimoto Takuya、Morishita Masayuki、Ikegaki Junichi、Matsumoto Koji、Sasaki Ryohei
  • Journal Title: Radiation Oncology Volume: 14 Pages: 13
  • DOI: 10.1186/s13014-019-1218-z
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Comparison of salvage therapies for isolated para-aortic lymph node recurrence in patients with uterine cervical cancer after definitive treatment (2019)
  • Author(s): Kubota Hikaru、Tsujino Kayoko、Sulaiman Nor Shazrina、Sekii Shuhei、Matsumoto Yoko、Ota Yosuke、Soejima Toshinori、Yamaguchi Satoshi、Sasaki Ryohei
  • Journal Title: Radiation Oncology Volume: 14 Pages: 236
  • DOI: 10.1186/s13014-019-1442-6
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Prospective observational study on the safety of an original fiducial marker insertion for radiotherapy in gynecological cancer by a simple method (2019)
  • Author(s): Sekii Shuhei、Tsujino Kayoko、Kubota Hikaru、Yamaguchi Satoshi、Kosaka Kengo、Miyazaki Shuichiro、Sulaiman Nor Shazrina、Matsumoto Yoko、Ota Yosuke、Soejima Toshinori、Sasaki Ryohei
  • Journal Title: Journal of Radiation Research Volume: 60 Pages: 844-848
  • DOI: 10.1093/jrr/rrz070
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Investigation of the potential of using TiO2 nanoparticles as a contrast agent in computed tomography and magnetic resonance imaging (2019)
  • Author(s): Akasaka, Hiroaki; Mukumoto, Naritoshi; Nakayama, Masao; Wang, Tianyuan; Yada, Ryuichi; Shimizu, Yasuyuki; Inubushi, Sachiko; Kyotani, Katsusuke; Okumura, Keisuke; Miyamoto, Masanori; Nakaoka, Ai; Morita, Kenta; Nishimura, Yuya; Ogino, Chiaki; Sasaki, Ryohei
  • Journal Title: Applied Nanoscience Volume: － Pages: －
  • DOI: 10.1007/s13204-019-01098-y
• [Presentation] Assessment of National Patterns of Practice for Postoperative Radiation Therapy in Patients with Long Bone Metastases (2019)
  • Author(s): Hikaru Kubota, Naoki Nakamura, Naoto Shikama, Ayako Tonari, Hitoshi Wada, Hideyuki Harada, Hisayasu Nagakura, Joichi Heianna, Miwako Nozaki, Masao Tago, Masato Fushiki, Nobue Uchida, Norio Araki, Shuhei Sekii, Takashi Kosugi, Takeo Takahashi, Terufumi Kawamoto, Tetsuo Saito, Kazunari Yamada
  • Organizer: 61th ASTRO Annual Meeting
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 頭頸部癌に対する放射線治療後の放射線性顎骨壊死の発生率および危険因子の検討 (2019)
  • Author(s): 窪田 光、宮脇 大輔、妹尾 悟史、川口 弘毅、西川 遼、石原 武明、吉田 賢史、岸本 恵美、明石 昌也、清田 尚臣、大月 直樹、丹生 健一、佐々木 良平
  • Organizer: 第32回日本放射線腫瘍学会
• [Presentation] エクソソームPDL1による非小細胞肺癌に対する免疫放射線治療のバイオマーカーに関するfeasibility study (2019)
  • Author(s): 窪田光、藤田佳子、石原武明、妹尾悟史、川口弘毅、西川遼、宮脇大輔、吉田賢史、立原素子、馬屋原博、秦明登、佐々木良平
  • Organizer: 第44回神戸放射線腫瘍懇話会