Development of minimally invasive therapy for oral cancer by hyperthermia with tumor-specific targeting magnetic nanoparticles

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20H03893
• Research Institution: Meikai University
• Principal Investigator: 藤内 祝 明海大学, 保健医療学部, 教授 (50172127)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 坂下 英明 明海大学, 歯学部, 教授 (10178551) ; 奥平 准之 埼玉医科大学, 医学部, 実験助手 (10635585) ; 杉田 義昭 城西大学, 薬学部, 教授 (20255029) ; 友村 美根子 明海大学, 保健医療学部, 教授 (30217559) ; 坂上 宏 明海大学, 歯学部, 教授 (50138484) ; 坂東 健二郎 明海大学, 歯学部, 講師 (50347093) ; 光藤 健司 横浜市立大学, 医学研究科, 教授 (70303641) ; 高尾 浩一 城西大学, 薬学部, 准教授 (70337484) ; 小泉 敏之 横浜市立大学, 附属病院, 講師 (80323575) ; 中鍛治 里奈 横浜市立大学, 医学部, 助教 (80845511) ; 天野 滋 明海大学, 歯学部, 准教授 (90167958) ; 植沢 芳広 明治薬科大学, 薬学部, 教授 (90322528)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: ハイパーサミア / 低侵襲性治療 / 腫瘍選択性磁性体 / 口腔癌 / 併用療法

Outline of Annual Research Achievements

マイルドハイパーサーミア(mild HT: 41℃,50分)の効果的な臨床応用を目指し、各種培養細胞のHT感受性を検討した。通常(37℃)およびHT専用インキュベーター (41~43℃)中で、口腔扁平上皮がん細胞(Ca9-22, HSC-2, HSC-4)、口腔正常歯肉および歯根膜線維芽細胞，骨髄性白血病細胞(HL-60, ML-1)、肺がん細胞(A549, WA-hT, A904-L)を培養し、Docetaxelに対する感受性を比較した。Mild HTは正常細胞に対する侵襲性が弱く、暴露時間を48時間まで延長すると、口腔がんおよび骨髄性白血病細胞は、肺がん細胞よりも顕著に増殖が低下した。温度が42~43℃まで上昇すると、有効なHT処理時間が短縮した。本研究で決定されたmild HTの条件と、臨床で用いられている条件は合致した。
ICG-ADIBO-Azido-Ahx-細胞透過性ペプチド-Au/resovistナノ粒子は、D.W.で溶解したAzide-Ahx-細胞透過性ペプチド(10mg/ml)75μlとDMSOで溶解したICG-ADIBO (20mg/ml)8μlを混合し反応させ、さらにResovist/Au 400μlを添加し反応させた。精製は、Amicon Ultra Ultracel 10KとGlantreo 5mm C4 400Å 4.6mm ID x150 mm ( Glantreo HPLC Columns)装着Waters UPLC H Class を用いて、ペプチドの波長216 nm、Resovist/Auの波長655 nm、ICGの波長781 nmの波長を指標に、一致するピークを合成物として取得した。共焦点顕微鏡を用いて画像でもこの粒子を確認できた。この粒子を取り込ませたHT1080線維肉腫を用い、交流磁場と800 nm近赤外線による発熱も確認できた。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

腫瘍選択性磁性体であるICG-ADIBO-Azido-Ahx-細胞透過性ペプチド-Au/resovistナノ粒子を作製するに当たり、必要なペプチドAzide-Ahx-KDNRGNLLQCVCTGNGRGEWKCMGGMGGMの合成がコロナ感染症の影響で遅延したことで、当初計画していた時期よりナノ粒子合成の着手が3か月遅くなった。

Strategy for Future Research Activity

In vitro実験においては、Mild MTの作用機序を調べるために、細胞周期への分布、過酸化水素の関与の可能性について検討する。
作製できたICG-ADIBO-Azido-Ahx-細胞透過性ペプチド-Au/resovistナノ粒子が、ハイパーサーミアによるがん細胞死誘導効果を高めるか否か検討する。担癌マウスとして確立できているがん細胞である線維肉腫HT1080細胞をBALB/cSLc-nu/nuの背部に移植、定着後、ICG-ADIBO-Azido-Ahx-細胞透過性ペプチド-Au/resovist粒子を腹腔内投与し、数日後、磁気発生誘導加熱装置（Ambrell社、EASYHEAT0224)による磁場印加または800nm近赤外線発生装置（Super Lizer PX type 1）による近赤外線線照射で、がん組織を41度から43度まで発熱させることができるか否か、そしてがん組織を消滅させることができるか検討する。