2014 Fiscal Year Annual Research Report
局所広範囲ドラッグデリバリー技術の安定化と汎用化に向けた研究
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26293319
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
齋藤 竜太 東北大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (10400243)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
冨永 悌二 東北大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (00217548)
芳賀 洋一 東北大学, 医工学研究科, 教授 (00282096)
荒井 啓行 東北大学, 加齢医学研究所, 教授 (30261613)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 薬剤送達 / 中枢神経系 / 脳腫瘍 / アルツハイマー病 / てんかん |
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| Outline of Annual Research Achievements |
薬剤投与システムに関して、本年度は従来の従量式ポンプでの投与から、より基礎理論に近い低圧式での投与を実現すべく、定圧式薬剤投与ポンプの作製を行った。圧センサとポンプを組み合わせ、圧駆動型微小薬剤投与ポンプを開発した。このシステムにおいての圧制御の流れは、薬剤注入ルート上に設置した圧力センサの出力を制御用PCへ入力し、制御用ソフトで現在の圧力値から目標圧力値になるようにシリンジポンプを駆動し、それを再度圧力センサで感知する形で双方向性とした。圧センサからの入力を解析し、ポンプ駆動力を制御するコンピュータソフトも同時に作製した。こうして作製したポンプに関して、一定圧制御可否、一定圧制御時の圧力値のばらつき、圧力制御の過渡応答性の３項目を中心に評価を実施した。一定圧の制御が可能であることが確認され、一定圧制御時の圧力値のばらつきは設定圧±1mmHgに抑えることができていることが確認された。今後、従来の従量式投与との比較を行い、どちらがより有効かを検討する。
脳腫瘍以外の疾患への応用に関しては、てんかんモデルに対する抗てんかん剤の投与を行い、脳波の鎮静化を確認した。また、パーキンソン病モデルへの投与を考え、AAVベクターを作製、この発現をマウスで確認した。脳梗塞に対しては、脳梗塞に対するMUSE細胞を用いた神経再生の基礎が構築され、今後、神経栄養因子を投与して生着率を向上させる研究を進める予定である。最終年度に計画している、アルツハイマー病に対する新規治療法の構築を試みるために使用するアルツハイマーモデルマウス使用の目処がついた。
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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
予定していた従圧式薬剤投与ポンプの開発を行った。薬剤投与ルートの圧をフィードバックして、コンピュータ制御下にポンプ注入を制御することで従圧式の薬剤投与が可能なシステムが出来上がり、設定圧±1mmHgに制御できることが確認された。また、脳腫瘍以外の疾患への応用に関しても特にてんかん、アルツハイマー病で次年度の研究へ向けた準備が整った状況にあることから、順調と考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
ポンプシステムに関しては、従圧式薬剤投与ポンブが出来上がったことから従来の従量式薬剤投与と理論的にはより有効性が高いと考えられる従圧式薬剤投与のどちらが実施に有効性が高いかを検討する。
脳腫瘍以外の疾患への応用に関しては、次年度、まずてんかんとアルツハイマー病への応用研究を進める予定としている。以下の予定である。
1) てんかんモデルへの投薬：東北大学大学院医学系研究科てんかん科との共同研究でてんかんに対する新規治療法の構築を試みる。てんかんモデルとしては、光過敏性受容体チャネルロドプシン（ChR2）のトランスジェニックラットを用いた新規ラットてんかんモデル（東北大学より特許出願済）、もしくは一般的なカイニン酸投与による痙攣モデルを用いる。抗てんかん薬をconvection-enhanced delivery（CED)法により局所投与する研究をすすめ、脳波測定下に抗てんかん薬レベチラセタムを用いたCEDを行うことにより光刺激もしくはカイニン酸で誘発されるてんかんの抑制効果を検討する。
2) アルツハイマー病モデルへの投薬：東北大学加齢医学研究所老年内科との共同研究でアルツハイマー病に対する新規治療法の構築を試みる。アルツハイマーモデルマウスを用いて研究を進める。投与薬剤の候補としてはネプリライシン、クルクミンを用いる。脳内投与時の毒性試験を実施し、非毒性量でアルツハイマーモデルマウス脳内でのアミロイドタンパク蓄積抑制を検討する。
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| Causes of Carryover |
技術補佐員の人件費を計上していたが、現在所属している職員にて問題なく遂行できたため来年度さらなる実験拡大するために次年度に繰り越すこととした。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
研究を進めていく中で、試料等を保存するためのディープフリーザーが現在使用している容量では不足しているため、今年度購入を行う予定としている。
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[Journal Article] Intraparenchymal ultrasound application improve the distribution of convection-enhanced delivery in rodents’ and non-human primates’ brain2015
Author(s)
Yui Mano, Ryuta Saito, Yoichi Haga, Tadao Matsunaga, Rong Zhang, M.D., Chonan Masashi, Shinya Haryu, Takuhiro Shoji, Aya Sato, Yukihiko Sonoda, Noriko Tsuruoka, Keisuke Nishiyachi, Akira Sumiyoshi, Hiroi Nonaka, Ryuta Kawashima, Teiji Tominaga
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Journal Title
Journal of Neurosurgery
Volume: in press
Pages: in press
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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