2014 Fiscal Year Annual Research Report
光熱変換分子のフラーレンを内包した感温性コンプレックスのがん治療への応用
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25288101
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| Research Institution | University of Hyogo |
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Principal Investigator |
遊佐 真一 兵庫県立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (00301432)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
横山 昌幸 東京慈恵会医科大学, 医学部, 教授 (20220577)
白石 貢一 東京慈恵会医科大学, 医学部, 講師 (40426284)
藤井 秀司 大阪工業大学, 工学部, 准教授 (70434785)
岩崎 泰彦 関西大学, 工学部, 教授 (90280990)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 高分子合成 / 自己組織化 / ナノチューブ・フラーレン / 癌 / 高分子構造・物性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究申請者は未修飾のフラーレン（C60）に近赤外光を照射すると、数秒以内に100℃以上の温度に到達する非常に高い光熱変換効果を示すことを見出した。この結果に基づき、表面に感温性のシェルを持ち、C60を内包した水溶性コンプレックスに微弱な近赤外光を照射することで表面を疎水性に変化させ、腫瘍組織に取り込まれ易くする技術を開発することを目的とした。腫瘍組織にC60コンプレックスを取り込ませた後、高強度の近赤外光の照射によりC60を発熱させることで、標的とする腫瘍組織のみを熱で破壊する。このようにC60を内包した感温性コンプレックスを用いることで、極めて副作用が少なく治療効果の高いがん治療システムの構築を目指す。
当初の予定では感温性のポリ（N-イソプロピルアクリルアミド）（PNIPAM）とポリ（2-ビニルピロリドン）（PNVP）からなる二重親水性ジブロック共重合体を合成して、PNVPとフラーレンの相互作用で水中でコンプレックスを形成させて、フラーレンを水に可溶化する予定だった。またこのように形成されたコンプレックスの周囲は感温性のPNIPAMで覆われているために、温度上昇に応答してミセル間での凝集を促進すると予想される。しかし、研究を進めて行く上で、PNVPを使用しなくても親水性で生体適合性のポリ（2-メタクリロイロキシエチルホスホリルコリン）（PMPC）がフラーレンとコンプレックスを形成して、疎水性のフラーレンを水に可溶化できることを発見した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
プラン通りにブロック共重合体を使用しても実験目的は達成できるが、より良い結果が出ることが予想されるリン脂質を側鎖結合したホモポリマーを用いて実験プランを変更した。つまり非共役モノマーのNVPを使用せずに共役モノマーのMPCを用いることにした。このPMPCホモポリマーでフラーレンを可溶化できるという事象は、偶然に発見したもので、全く新規な現象である。今後は、この事象のメカニズム解明を行う。可溶化のメカニズム解明により、より多くのフラーレン類を水に可溶化する方法を確立できれば、本研究の目的であるがん治療に対しても著しい効果の改善が見込まれる。
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| Strategy for Future Research Activity |
計画の変更に伴いフラーレンとPMPCホモポリマーのコンプレックスのキャラクタリゼーションの手法の変更が必要となる。ブロック共重合体を使用した場合は、フラーレンの水への可溶化のドライビングフォースが高分子ミセルとフラーレンの疎水性相互作用であることが単純に予想されていたので、簡単にキャラクタリゼーションを行える予定だった。しかしホモポリマーとフラーレンのコンプレックス形成の場合、そのドライビングフォースが何なのか不明である。そしてこのドライビングフォースの解明は、これまでに無い新しいフラーレン類などの可溶化法の開発に繋がる可能性がある。したがって、次年度はPMPCとフラーレンの相互作用について調べる。
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| Causes of Carryover |
プラン通りにブロック共重合体を使用しても実験目的は達成できるが、より良い結果が出ることが予想されるリン脂質を側鎖結合したホモポリマーを用いて実験プランを変更した。つまり非共役モノマーのNVPを使用せずに共役モノマーのMPCを用いることにした。このPMPCホモポリマーでフラーレンを可溶化できるという事象は、偶然に発見したもので、全く新規な現象である。今後は、この事象のメカニズム解明を行う。可溶化のメカニズム解明により、より多くのフラーレン類を水に可溶化する方法を確立できれば、本研究の目的であるがん治療に対しても著しい効果の改善が見込まれる。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
計画の変更に伴いフラーレンとPMPCホモポリマーのコンプレックスのキャラクタリゼーションの手法の変更が必要となる。ブロック共重合体を使用した場合は、フラーレンの水への可溶化のドライビングフォースが高分子ミセルとフラーレンの疎水性相互作用であることが単純に予想されていたので、簡単にキャラクタリゼーションを行える予定だった。しかしホモポリマーとフラーレンのコンプレックス形成の場合、そのドライビングフォースが何なのか不明である。そしてこのドライビングフォースの解明は、これまでに無い新しいフラーレン類などの可溶化法の開発に繋がる可能性がある。したがって、次年度はPMPCとフラーレンの相互作用について調べる。
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[Presentation] Surface Modification of Poly(dimethylsiloxane) by Biocompatible Photo-Cross-Linkable Amphiphilic Diblock Copolymer2014
Author(s)
K. Kuroda, S. Yusa, K. Ishihara, K. Morigaki, Y. Iwasaki, S. Fujii, T. Hirai, A. Takahara, H. Miyoshi, M. Maeki, M. Miyazaki
Organizer
5th Word Congress on Adhesion and Related Phenomena
Place of Presentation
Nara (Japan)
Year and Date
2014-09-07 – 2014-09-11
Int'l Joint Research
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[Presentation] Polyion Complex Micelles with Phosphobetaine Shells2014
Author(s)
S. Yusa, K. Nakai, M. Nishiuchi, M. Inoue, K. Ishihara, Y. Sanada, K. Sakurai
Organizer
1st International Society for Biomedical Polymers and Polymeric Biomaterials (ISBPPB)
Place of Presentation
Dulles (USA)
Year and Date
2014-07-09 – 2014-07-12
Int'l Joint Research / Invited
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