2020 Fiscal Year Research-status Report
化学療法剤複合カーボンナノチューブによる肉腫の治療
| Project/Area Number |
20K09457
|
|---|
| Research Institution | Shinshu University |
|---|
Principal Investigator |
青木 薫 信州大学, 医学部, 准教授(特定雇用) (30467170)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鎌仲 貴之 信州大学, 医学部附属病院, 医員 (30791884)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
|
| Keywords | カーボンナノチューブ / 肉腫 / 化学療法 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
①カーボンナノチューブ(carbon nanotube, CNT)の肉腫への影響
多層カーボンナノチューブ(multi-walled carbon nanotube, MWCNT)(MWNT-7, 保土谷化学工業株式会社)を、界面活性剤(ポリソルベーと80)を溶解した生理食塩水に加え、超音波処理を行うことにより分散させた。ヒト骨肉腫細胞株である143B細胞を培養し、MWCNT分散液を添加した。24時間培養後の細胞数は、MWCNTの濃度依存性に減少した。また、位相差顕微鏡による培養細胞の観察では、MWCNTが143B細胞内に取り込まれていることが観察された。
また、免疫不全モデル動物であるヌードマウスの脛骨に143B細胞を移植してヒト骨肉腫xenograftモデルマウスを作製し、MWCNT分散液を腫瘍部位に局所投与した。分散液投与後のモデルマウス下肢のCT像、病理組織標本ではMWCNTの濃度依存性に腫瘤の増大を抑制することが示された。また、摘出した肺の病理組織標本でも、MWCNTは転移性肺腫瘍の数を抑制した。
②抗がん剤複合カーボンナノチューブの作製
韓国の全南国立大学の金隆岩教授とミーティングを行い、CNTと抗がん剤の複合方法について検討を行った。MWNT-7が生産終了となったため、CNTはCNano社のFlotube 9110を使用することとし、Pluronicを界面活性剤として超音波処理で抗がん剤を複合させることとした。新型コロナウイルス感染症のため、金教授が来日することが困難なため、抗がん剤複合CNTの作製は信州大学先鋭材料研究所基盤分析・高度解析部門の姜天水氏に依頼することとし、詳細な作製方法を検討した。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
カーボンナノチューブ(CNT)をヒト骨肉腫細胞(143B細胞)に添加し、その反応・影響を評価した。我々が以前に行った実験で確認できた骨芽細胞の細胞増殖に影響を与えない濃度のCNTであっても(Narita N, Multiwalled carbon nanotubes specifically inhibit osteoclast differentiation and function. Nano Lett. 2009, 9(4):1406-13)、骨肉腫細胞の増殖を抑制することが確認でき、CNTそのものの抗肉腫効果が期待できる。また、ヌードマウスにヒト骨肉腫細胞を移植した骨肉腫モデルマウスにおいては、局所のCT撮影、原発腫瘍および肺の病理組織標本の評価を行い、CNTを局所投与することにより原発の下腿骨肉腫および、肺転移の数が、CNTの濃度依存性に抑制されることが認められた。
抗がん剤複合CNTの作製に関しては、本研究の研究協力者である韓国の全南国立大学の金隆岩教授とweb上でミーティングを行った。金教授は以前に骨肉腫に対する代表的な抗がん剤であるドキソルビシン塩酸塩をCNTに複合させることに成功しており、今回、我々が検体として選んだCNT: Flitube 9110に関しても、Pluronicを添加して超音波処理を行って作製することとした。金教授が来日することが困難であったため、金教授の紹介で、信州大学先鋭材料研究所基盤分析・高度解析部門の姜天水氏にて抗がん剤複合CNTを作製することとした。姜氏とミーティングを行い、試薬の添加量、細胞実験・動物実験に使用するため、滅菌された試薬を作製する手順、使用する機械の確認を行った。
|
| Strategy for Future Research Activity |
信州大学先鋭材料研究所基盤分析・高度解析部門へ依頼し、抗がん剤複合CNTであるドキソルビシン塩酸塩複合Flitube 9110を作製する。我々の作製した抗がん剤複合CNTが無菌状態であることを、試薬を塗布した寒天培地の培養により確認する。この抗がん剤複合CNTを透過型電子顕微鏡観察やフォトルミネッセンス (PL(Photoluminescence)) 法にて解析し、その複合メカニズム、複合形態を解明する。
また、抗がん剤複合CNT、抗がん剤、CNTをそれぞれヒト骨肉腫細胞株である143B細胞に添加して培養し、その抗腫瘍効果を確認する。腫瘍細胞の生存率、増殖率をAlamarBlue Assayにて評価し、骨形成マーカーであるアルカリホスファターゼやⅠ型コラーゲン、オステオカルシンなどをreal time PCR法やELISA法を用いて計測する。
ヌードマウス脛骨に143B細胞を移植したヒト骨肉腫xenograftモデルマウスを作製し、抗がん剤複合CNTの抗腫瘍効果を評価する。CNT投与群、抗がん剤投与群をcontrolとし、試薬の局所投与、経静脈全身投与による影響も検討する。下腿局所のCT撮影にて腫瘍の増大を評価し、下腿および肺の病理組織標本にて抗がん剤複合CNTの抗腫瘍効果および肺転移に与える影響を評価する。また、マウス血液の血球測定、生化学検査を行い、骨髄抑制、腎機能障害など全身に与える影響についても評価を行う。
|
| Causes of Carryover |
抗がん剤複合CNTを作製する前段階の評価としてCNTそのものによる骨肉腫細胞、ヒト骨肉腫モデルマウスに対する効果を評価し、その研究成果を論文として発表した。そのため、2020年度に購入予定であった抗がん剤複合CNTの評価、実験のデータ保管および解析用のノートパソコンの購入を次年度に繰り越した。
|
