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Development of brain tumor-targeted drug delivery system using microbubbles and ultrasound

Research Project

Project/Area Number 19K20717
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 90130:Medical systems-related
Research InstitutionTeikyo University

Principal Investigator

Omata Daiki  帝京大学, 薬学部, 講師 (80803113)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Keywordsマイクロバブル / 超音波 / 脳腫瘍 / ドラッグデリバリー / 脳 / がん / 免疫療法 / 血液脳関門 / 腫瘍 / ドラッグデリバリーシステム
Outline of Research at the Start

本研究では、脳腫瘍モデル動物の血液脳関門を亢進し効率的に薬物送達可能な超音波造影剤 (超音波応答性マイクロバブル) を開発し、超音波エネルギーを組み合わせた脳腫瘍への抗がん剤送達技術を構築する。さらに、複数のがん細胞と抗がん剤を用いて脳腫瘍治療効果を評価し、超音波とマイクロバブルによる脳腫瘍治療戦略の構築を行う。

Outline of Final Research Achievements

We demonstrated that the combination of microbubbles and ultrasound could induce the blood brain barrier opening in the tumor tissue in mouse model for brain tumor. We evaluated the cisplatin delivery to the brain tumor using the combination of microbubbles and ultrasound. As a result, the cisplatin amount in brain tumor in the treatment of cisplatin with microbubbles and ultrasound was higher than that of treatment of cisplatin alone. In addition, we assessed the therapeutic effects of the treatment of cisplatin with microbubbles and ultrasound for brain tumor. The duration of survival was prolonged by the treatment of cisplatin with microbubbles and ultrasound. Our results suggested that the combination of microbubbles and ultrasound could efficiently deliver anti-cancer drug to the brain tumor and enhance the anti-tumor effect.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

マイクロバブルと超音波を用いた血液脳関門オープニング技術が注目されているが、脳腫瘍モデル動物での研究は十分に進められていない。本研究では、脳腫瘍マウスモデルにおいて、マイクロバブルと超音波による抗がん剤デリバリー技術を確立し、脳腫瘍治療効果を得ることに成功した。本研究で得られた知見は、脳腫瘍治療戦略の構築に貢献すると期待される。

Report

(4 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (19 results)

All 2022 2021 2020 2019

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 1 results) Presentation (14 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 4 results)

  • [Journal Article] Ultrasound and microbubble-mediated drug delivery and immunotherapy2022

    • Author(s)
      Omata Daiki、Munakata Lisa、Maruyama Kazuo、Suzuki Ryo
    • Journal Title

      Journal of Medical Ultrasonics

      Volume: -

    • DOI

      10.1007/s10396-022-01201-x

    • URL

      https://pure.teikyo.jp/en/publications/46b4ed47-1e63-44f5-8b0d-d42d02258472

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  • [Journal Article] 血液脳関門と超音波 薬物動態視点から2022

    • Author(s)
      鈴木亮、小俣大樹
    • Journal Title

      Clinical Neuroscience

      Volume: 40 Pages: 222-227

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  • [Journal Article] Enhanced Vascular Permeability by Microbubbles and Ultrasound in Drug Delivery2021

    • Author(s)
      Omata Daiki、Munakata Lisa、Maruyama Kazuo、Suzuki Ryo
    • Journal Title

      Biological and Pharmaceutical Bulletin

      Volume: 44 Issue: 10 Pages: 1391-1398

    • DOI

      10.1248/bpb.b21-00453

    • NAID

      130008095753

    • ISSN
      0918-6158, 1347-5215
    • Year and Date
      2021-10-01
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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Ultrasound image-guided gene delivery using three-dimensional diagnostic ultrasound and lipid-based microbubbles2021

    • Author(s)
      Omata Daiki、Munakata Lisa、Kageyama Saori、Suzuki Yuno、Maruyama Tamotsu、Shima Tadamitsu、Chikaarashi Takumi、Kajita Naoya、Masuda Kohji、Tsuchiya Naoto、Maruyama Kazuo、Suzuki Ryo
    • Journal Title

      Journal of Drug Targeting

      Volume: 30 Issue: 2 Pages: 200-207

    • DOI

      10.1080/1061186x.2021.1953510

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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Characterization of Brain-Targeted Drug Delivery Enhanced by a Combination of Lipid-Based Microbubbles and Non-Focused Ultrasound2020

    • Author(s)
      Omata Daiki、Hagiwara Fumiko、Munakata Lisa、Shima Tadamitsu、Kageyama Saori、Suzuki Yuno、Azuma Takashi、Takagi Shu、Seki Kazuhiko、Maruyama Kazuo、Suzuki Ryo
    • Journal Title

      Journal of Pharmaceutical Sciences

      Volume: 109 Issue: 9 Pages: 2827-2835

    • DOI

      10.1016/j.xphs.2020.06.008

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    • Peer Reviewed / Open Access
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    • Author(s)
      鈴木亮、小俣大樹、宗像理紗、丸山一雄
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      日本薬学会 第142年会
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      日本薬学会 第142年会
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  • [Presentation] 超音波とマイクロバブルを用いたイメージング・治療システムの開発2021

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      小俣大樹
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      萩原芙美子、小俣大樹、宗像理紗、鈴木悠乃、丸山保、丸山一雄、鈴木亮
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      Daiki Omata, Tamotsu Maruyama, Fumiko Hagiwara, Lisa Munakata, Saori Kageyama, Yuno Suzuki, Kazuo Maruyama, Ryo Suzuki
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      7th International Symposium on Focused Ultrasound
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 脳標的薬物デリバリーに向けたマイクロバブル内包ガスの最適化2020

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      小俣大樹、丸山保、宗像理紗、影山彩織、萩原芙美子、鈴木悠乃、丸山一雄、鈴木亮
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      第29回日本バイオイメージング学会学術集会
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  • [Presentation] マイクロバブルを用いた効率的な血液脳関門オープニングへ向けた超音波照射条件に関する基礎的検討2020

    • Author(s)
      萩原芙美子、小俣大樹、宗像理紗、影山彩織、鈴木悠乃、丸山保、島忠光、丸山一雄、鈴木亮
    • Organizer
      第3回日本経頭蓋MRガイド下集束超音波治療研究会
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  • [Presentation] 血液脳関門オープニングに向けたマイクロバブル内包ガスの最適化2020

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      小俣大樹、丸山保、宗像理紗、影山彩織、萩原芙美子、鈴木悠乃、丸山一雄、鈴木亮
    • Organizer
      第27回次世代医工学研究会
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  • [Presentation] Effect of Encapsulated Gas in Microbubbles on Ultrasound-based Drug Delivery for Brain2019

    • Author(s)
      Daiki Omata, Tamotsu Maruyama, Fumiko Hagiwara, Lisa Munakata, Tadamitsu Shima, Saori Kageyama, Yuno Suzuki, Kazuo Maruyama, Ryo Suzuki
    • Organizer
      AAPS 2019 PharmSci 360
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      2019 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 脳疾患治療に向けた血液脳関門オープニング技術の構築2019

    • Author(s)
      小俣大樹、丸山一雄、鈴木亮
    • Organizer
      第18回 日本超音波治療研究会
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      2019 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 脳内への超音波薬物送達におけるマイクロバブル内包ガスの影響2019

    • Author(s)
      丸山保、小俣大樹、宗像理紗、島忠光、萩原芙美子、鈴木悠乃、丸山一雄、鈴木亮
    • Organizer
      第63回 日本薬学会 関東支部大会
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      2019 Research-status Report
  • [Presentation] Brain-targeted Drug Delivery using Ultrasound and Lipid-based Microbubbles loading Different Gases2019

    • Author(s)
      Daiki Omata, Tamotsu Maruyama, Fumiko Hagiwara, Lisa Munakata, Tadamitsu Shima, Saori Kageyama, Yuno Suzuki, Kazuo Maruyama, Ryo Suzuki
    • Organizer
      Liposome research days 2019
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      2019 Research-status Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2019-04-18   Modified: 2023-01-30  

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