Development of new PDT system, laser trigger chain to improve cancer QOL

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K12741
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 90130:Medical systems-related
• Research Institution: Fukui National College of Technology
• Principal Investigator: Matsui Eiki 福井工業高等専門学校, 物質工学科, 教授 (90369976)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高山 勝己 福井工業高等専門学校, 物質工学科, 教授 (70226934)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: がんPDTシステム / 修飾水溶性フタロシアニン / ヒト乳ガン由来MCF-7細胞 / ラマン散乱測定

Outline of Final Research Achievements

We synthesized and confirmed the production of modified water-soluble Pc, which can be applied to cancer PDT systems and aims to accumulate pigments in cancer cells through in-vivo interactions. The synthesized modified water-soluble Pc have an amino group, a thioether group, an ester group, or a pyridyl group as polar moieties. We confirmed the formation of Pc and its solubility in water under weakly acidic and slightly basic conditions.
These Pcs were actually applied to human breast cancer-derived MCF-7 cells to verify whether cell destruction would occur due to light irradiation. As a result, the combination of Pc administration and light irradiation produced a destructive effect on cancer cells, and we were able to construct the basis of a desired PDT system.

Free Research Field

生物有機化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

現在日本人の2人に1人が、がんに罹患する。がんは手術、化学療法、放射線療法により治療されるが、強い副作用が問題となっている。本研究では、がんの治療に適用可能な光線力学療法（PDT）の新システム、レーザーをトリガーとして発動する新規糖鎖脱離―細胞毒性連鎖システムの基盤的な事項について実験的に確認した。
本システムは色素を高選択的に腫瘍細胞へと取り込み、長波長レーザーにより組織深部へと光を照射する。非常に高い光細胞毒性を実現し、光感受性をコントロールすることで、PDTの副作用である光過敏症を抑制する。以上の特徴からQOL向上に貢献すると考えられる。