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2016 Fiscal Year Annual Research Report

Magnetically Responsive Smart Nanoparticles for Cancer Treatment with a Combination of Magnetic Hyperthermia Treatment and Chemotherapy

Research Project

Project/Area Number 26709050
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

林 幸壱朗  名古屋大学, 未来材料・システム研究所, 助教 (80580886)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2017-03-31
Keywordsスマート材料 / ナノ粒子 / 磁性 / ハイパーサーミア / MRI / DDS
Outline of Annual Research Achievements

本研究は、交流磁場に応答して発熱し、同時に薬剤を放出するスマートナノ粒子を合成し、磁気温熱療法の不完全な部分を薬剤治療で補完した新規ガン治療法の開発を目指す。
これまでに申請者は、磁気温熱治療だけでは完全にはがんを治すことができないことを明らかにしている。磁気温熱療法を化学療法と併用することで、磁気温熱療法の不完全な部分を補うことができる可能性があるが、このためには、磁気温熱療法と化学療法を共に達成するような材料の開発が必要である。そこで本研究は、交流磁場印加による発熱をトリガーとして抗がん剤を放出するようなスマートナノ粒子を合成し、磁気温熱療法と化学療法を併用することで、治療効果の増強を達成することを目的としている。
平成28年度は、平成26年度および平成27年度までに得られた知見を基盤として、担がんマウスを用いた動物実験により、開発したスマートナノ粒子を用いたMRIによる腫瘍検出、および、磁気温熱療法と化学療法の併用による治療効果の評価に取り組んだ。
開発したスマートナノ粒子は腹腔内の卵巣がんに選択的に集積し、MRIで腫瘍を造影することができることを明らかにした。さらに、スマートナノ粒子が卵巣がん腫瘍に集積した後、マウスの腹部に交流磁場を印加すると、腫瘍が加熱され、同時に、スマートナノ粒子から抗がん剤が放出された。一方、比較としてマグネタイトナノ粒子を投与し、交流磁場を印加したところ、マグネタイトナノ粒子は発熱能が小さく、腫瘍集積量が少ないため、腫瘍を加熱することはできなかった。また、スマートナノ粒子を用いた磁気温熱療法と化学療法の併用療法は、磁気温熱療法のみ、もしくは、化学療法のみの場合と比べて、腫瘍細胞の増殖を著しく抑制できることが明らかになった。また、化学療法では深刻な副作用がみられたが、スマートナノ粒子を用いた治療では副作用がみられなかった。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Causes of Carryover

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Expenditure Plan for Carryover Budget

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (20 results)

All 2017 2016 Other

All Journal Article (10 results) (of which Peer Reviewed: 10 results,  Open Access: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 5 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results) Remarks (3 results) Patent(Industrial Property Rights) (4 results) (of which Overseas: 2 results)

  • [Journal Article] Theranostic Nanoparticles for MRI-Guided Thermochemotherapy: Tight Clustering of Magnetic Nanoparticles Boosts Relaxivity and Heat-Generation Power2017

    • Author(s)
      Koichiro Hayashi, Yoshitaka Sato, Wataru Sakamoto, Toshinobu Yogo
    • Journal Title

      ACS Biomaterials Science & Engineering

      Volume: 3 Pages: 95-105

    • DOI

      10.1021/acsbiomaterials.6b00536

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Organic-Inorganic Hybrid Nanoparticles for Tracking the Same Cells Seamlessly at the Cellular, Tissue, and Whole Body Levels2017

    • Author(s)
      Koichiro Hayashi, Yusuke Sato, Hiroki Maruoka, Wataru Sakamoto, Toshinobu Yogo
    • Journal Title

      ACS Biomaterials Science & Engineering

      Volume: 印刷中 Pages: 印刷中

    • DOI

      10.1021/acsbiomaterials.7b00181

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Relaxometric Property of Organosilica Nanoparticles Internally Functionalized with Iron Oxide and Fluorescent Dye for Multimodal Imaging2017

    • Author(s)
      Michihiro Nakamura, Koichiro Hayashi, Hitoshi Kubo, Takafumi Kanadani, Masafumi Harada, Toshinobu Yogo
    • Journal Title

      Journal of Colloid and Interface Science

      Volume: 492 Pages: 127-135

    • DOI

      10.1016/j.jcis.2017.01.004

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 光と生体物質に応答する有機-無機ハイブリッド中空ナノ粒子の新規合成法とイメージガイド下三種同時治療2017

    • Author(s)
      林 幸壱朗
    • Journal Title

      セラミックス

      Volume: 52 Pages: 130-133

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Mesoscopic Multimodal Imaging Provides New Insight to Tumor Tissue Evaluation: An Example of Macrophage Imaging of Hepatic Tumor using Organosilica Nanoparticles2017

    • Author(s)
      Michihiro Nakamura, Koichiro Hayashi, Hitoshi Kubo, Masafumi Harada, Keisuke Izumi, Yoshihiro Tsuruo, and Toshinobu Yogo
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 印刷中 Pages: 印刷中

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] One-Pot Synthesis of Dual Stimulus-Responsive Degradable Hollow Hybrid Nanoparticles for Image-guided Trimodal Therapy2016

    • Author(s)
      Koichiro Hayashi, Takuma Maruhashi, Wataru Sakamoto, Toshinobu Yogo
    • Journal Title

      Advanced Functional Materials

      Volume: 26 Pages: 8613-8622

    • DOI

      10.1002/adfm.201603394

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Multifunctional Hybrid Nanoparticles for Biomedical Applications2016

    • Author(s)
      Koichiro Hayashi
    • Journal Title

      Journal of the Ceramic Society of Japan

      Volume: 124 Pages: 855-862

    • DOI

      10.2109/jcersj2.16099

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Synthesis of Inorganic-Organic Hybrid Membranes Consisting of Triazole Linkages Formed by the Azide-Alkyne Click Reaction2016

    • Author(s)
      Naoya Ozawa, Koichiro Hayashi, Shin-ichi Yamaura, Wei Zhang, Wataru Sakamoto, Toshinobu Yogo
    • Journal Title

      Journal of Membrane Science

      Volume: 517 Pages: 21-29

    • DOI

      10.1016/j.memsci.2016.06.019

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] One-Pot Synthesis of Inorganic/Organic Hybrid Membranes from Organoalkoxysilane, Hydroimidazole Derivative, and Cyclic Sulfonic Acid Ester2016

    • Author(s)
      Koji Takahashi, Junji Umeda, Koichiro Hayashi, Wataru Sakamoto, Toshinobu Yogo
    • Journal Title

      Journal of Materials Science

      Volume: 51 Pages: 3398-3407

    • DOI

      10.1007/s10853-015-9654-0

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Photocurrent Enhancement of Chemically Synthesized Ag Nanoparticle-Embedded BiFeO3 Thin Films2016

    • Author(s)
      Rika Maruyama, Wataru Sakamoto, Isamu Yuitoo, Teruaki Takeuchi, Koichiro Hayashi, Toshinobu Yogo
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics

      Volume: 55 Pages: 10TA14-1

    • DOI

      10.7567/JJAP.55.10TA14

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] ハイブリッドナノ粒子のバイオメディカル応用2016

    • Author(s)
      林 幸壱朗
    • Organizer
      平成28年度日本セラミックス協会東海支部学術研究発表会
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      2016-12-10 – 2016-12-10
    • Invited
  • [Presentation] Dual Stimulus-Responsive Degradable Hollow Organic-Inorganic Hybrid Nanoparticles for Image-GuidedTrimodal Therapy2016

    • Author(s)
      Koichiro Hayashi, Takuma Maruhashi, Wataru Sakamoto,Toshinobu Yogo
    • Organizer
      The 1st International Symposium on Creation of Life Innovation Materials for Interdisciplinary and International Researcher Development
    • Place of Presentation
      大阪
    • Year and Date
      2016-10-17 – 2016-10-18
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 赤血球様粒子の作製と体内動態の解明2016

    • Author(s)
      林 幸壱朗、山田 翔太、坂本 渉、余語 利信
    • Organizer
      第32回日本DDS学会学術集会
    • Place of Presentation
      静岡
    • Year and Date
      2016-06-30 – 2016-07-01
  • [Remarks]

    • URL

      https://hayashi81.wixsite.com/imasslab2

  • [Remarks]

    • URL

      http://profs.provost.nagoya-u.ac.jp/view/html/100007892_ja.html

  • [Remarks]

    • URL

      http://researchmap.jp/hayashi_/

  • [Patent(Industrial Property Rights)] フローサイトメトリー用蛍光プローブ及び蛍光標識細胞の選別方法2017

    • Inventor(s)
      林幸壱朗, 坂本渉, 余語利信, 丸岡弘規
    • Industrial Property Rights Holder
      林幸壱朗, 坂本渉, 余語利信, 丸岡弘規
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      PCT/JP2017/4979
    • Filing Date
      2017-02-10
    • Overseas
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 蛍光プローブ、蛍光検出方法及び蛍光プローブの使用方法2017

    • Inventor(s)
      林幸壱朗, 坂本渉, 余語利信, 丸岡弘規
    • Industrial Property Rights Holder
      林幸壱朗, 坂本渉, 余語利信, 丸岡弘規
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      PCT/JP2017/4981
    • Filing Date
      2017-02-10
    • Overseas
  • [Patent(Industrial Property Rights)] フローサイトメトリー用蛍光プローブ及び蛍光標識細胞の選別方法2016

    • Inventor(s)
      林幸壱朗, 坂本渉, 余語利信, 丸岡弘規
    • Industrial Property Rights Holder
      林幸壱朗, 坂本渉, 余語利信, 丸岡弘規
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2016-91356
    • Filing Date
      2016-04-28
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 蛍光プローブ、蛍光検出方法及び蛍光プローブの使用方法2016

    • Inventor(s)
      林幸壱朗, 坂本渉, 余語利信, 丸岡弘規
    • Industrial Property Rights Holder
      林幸壱朗, 坂本渉, 余語利信, 丸岡弘規
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2016-91359
    • Filing Date
      2016-04-28

URL: 

Published: 2018-01-16  

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