Development of all-in-one nanomedicine for sonoimmunotherapy

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K22977
• Research Institution: Osaka Prefecture University
• Principal Investigator: 原田 敦史 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (50302774)
• Project Period (FY): 2019-06-28 – 2022-03-31
• Keywords: 免疫治療 / 超音波 / 酸化チタンナノ粒子

Outline of Annual Research Achievements

昨年度までに特性評価を行ってきたTiO2ナノ粒子とポリアリルアミンからなる二元複合体を調製した。二元複合体へのエンドソーム脱出能付与を目的として、弱酸性pHに応答し疎水化するポリアニオンである3-メチルグルタル化ポリアリルアミン（mGluPAA）および2-カルボキシシクロヘキサン-1-カルボキシ化PAA（cHexPAA）で二元複合体に被覆し三元複合体の調製を試みた。さらに調製した三元複合体を用いて免疫細胞活性化に対する評価を行った。免疫の活性化において免疫細胞によるサイトカイン産生は非常に重要な要素であることから、産生経路の一つに活性酸素種（ROS）が関与している炎症性サイトカインIL-1βに注目した。免疫細胞の一種である樹状細胞に三元複合体を取り込ませ、IL-1β産生量を定量することで、三元複合体の細胞内ROS生成を通した免疫細胞の活性化を評価した。
粒径測定およびゼータ電位測定によりポリアニオン被覆の確認を行ったところ、粒径測定においてmGluコート三元複合体は125.8 nm、cHexコート三元複合体は273.8 nmと測定され、PAA-PICに比べて粒径の増加が確認された。さらにゼータ電位測定において、二元複合体はPAA由来の正の値が示された一方で、mGluおよびcHexコート三元複合体では負の値が示されたことから、ポリアニオン被覆が確認された。また、ポリアニオン被覆により毒性が著しく低下することが確認された。細胞取込においては、三元複合体の表層のポリアニオンの構造が影響することも確認された。三元複合体を細胞に取り込ませた後、超音波照射によるTiO2ナノ粒子からのROS産生によりIL-1β産生量が増加することが確認された。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

コロナ禍で実験実施が当初の計画より遅れてしまい、論文化するためのデータ取得が不足している。超音波照射によるROS産生を介したサイトカイン産生については統計的な議論ができる実験回数を行う必要があり、その後、論文化する予定である。

Strategy for Future Research Activity

超音波照射によるROS産生を介したサイトカイン（IL-1β）産生については統計的な議論ができる実験回数を実施し、その結果次第でin vivo実験の実施またはin vitro実験結果までの段階で論文化したいと考えている。

Causes of Carryover

コロナ禍で実験実施が計画より遅れたため、超音波照射によるサイトカイン（IL-1β）産生ついて評価するために使用する。細胞内の活性酸素種（ROS）レベルを評価するための蛍光プローブおよびIL-1β産生量を評価するためELISAキットの購入する。また、研究成果の公表のため論文化の過程で英文校正費用を支出する予定である。