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Development of a lymphatic drug delivery system for local control of metastatic lymph nodes to systemic metastatic therapy

Research Project

Project/Area Number 20H00655
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Medium-sized Section 90:Biomedical engineering and related fields
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

小玉 哲也  東北大学, 医工学研究科, 教授 (40271986)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 志賀 清人  岩手医科大学, 医学部, 教授 (10187338)
伊藤 康一  東北大学, 情報科学研究科, 准教授 (70400299)
森 菜緒子  東北大学, 医学系研究科, 助教 (90535064)
加藤 茂樹  山口大学, 大学院医学系研究科, 助教 (90790767)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥45,630,000 (Direct Cost: ¥35,100,000、Indirect Cost: ¥10,530,000)
Fiscal Year 2022: ¥14,690,000 (Direct Cost: ¥11,300,000、Indirect Cost: ¥3,390,000)
Fiscal Year 2021: ¥11,960,000 (Direct Cost: ¥9,200,000、Indirect Cost: ¥2,760,000)
Fiscal Year 2020: ¥18,980,000 (Direct Cost: ¥14,600,000、Indirect Cost: ¥4,380,000)
Keywordsがん / 転移 / リンパ節 / 薬物送達法 / リンパ行性
Outline of Research at the Start

本研究ではリンパ節介在血行性転移理論の普遍性を検証し, この概念を根拠に臨床的N0センチネルリンパ節のLDDSの局所制御が全身転移の治療にも有効であることを立証するものである. この目的を達成するために, 以下の3つの課題に取り組む. (A)リンパ節介在血行性転移理論の普遍性の検証, (B) LDDSの溶媒特性と抗腫瘍効果の検証, (C) 免疫チェックポイント阻害剤を併用したLDDSの抗腫瘍効果の検証, である.

Outline of Annual Research Achievements

本研究ではリンパ節介在血行性転移理論の普遍性を検証し, この概念を根拠に臨床的N0センチネルリンパ節のLDDSの局所制御が全身転移の治療にも有効であることを立証するものである. この目的を達成するために, 以下の3つの課題に取り組む. すなわち, (A)リンパ節介在血行性転移理論の普遍性の検証, (B)LDDSの溶媒特性と抗腫瘍効果の検証, (C) 免疫チェックポイント阻害剤を併用したLDDSの抗腫瘍効果の検証, である.
本年度は課題(A)について研究をおこなった.(A1)ルシフェラーゼ遺伝子および光変換型蛍光遺伝子が共発現する細胞株, およびルシフェラーゼ遺伝子およびtdTomatom遺伝子が発現する細胞株の樹立をおこなった. (A2)光変換型蛍光遺伝子の発現にともない生成されるタンパク質の蛍光特性を変化させるレーザーシステム, ならびに変換されたタンパク質を可視化する顕微鏡システムを完成させた. (A3)頭頸部がん患者および乳がん患者から摘出されたリンパ節の組織標本を解析するために, 学内での倫理委員会に計画書を提出し, 承認を得た. 現在, 病理切片を作製中である.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

コロナ禍の影響で, 学内での研究活動が制限され, また実験用試薬の納期が遅れた. さらに実験室内の実験装置が相次いで故障し, その復旧に時間を要した.
ただ, この環境下においても,実験計画通りに成果を得ており, また, 新たな知見が得られたので, 次年度以降, 計画を一部変更し, 研究内容をさらに進展させる予定である.

Strategy for Future Research Activity

令和3年度においては, 課題(A)で達成できなかった項目を終了させる. 項目(A1)に関しては, トランスフェクションの最適化, シングルクローニングを実施し, 共発現細胞を樹立する .(A2)最適条件に関わるレーザー光照射因子はレーザー光の照射時間, 照射繰り返し数, 光強度である. これらパラメータの調整が可能なPCプログラムを作成し, 最適化を図る. (A3)に関しては, 検体あたり, スライド200以上の切片を目標とする. 薄切を終了後, 血管およびリンパ管をそれぞれ血管内皮細胞マーカーである抗CD31抗体およびリンパ管内皮細胞マーカー抗体ポドプラニン抗体で染色する. 病理標本作製後に,3D画像構築に取り組む. 転移リンパ節内でのリンパ管, 血管を3次元に描写することで, 腫瘍細胞を同定する.  (B)LDDSの溶媒特性と抗腫瘍効果の検証, および (C) 免疫チェックポイント阻害剤を併用したLDDSの抗腫瘍効果の検証に関する研究も推進する.

Report

(2 results)
  • 2020 Comments on the Screening Results   Annual Research Report

Research Products

(18 results)

All 2021 2020 Other

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

  • [Journal Article] Study of the physicochemical properties of drugs suitable for administration using a lymphatic drug delivery system2021

    • Author(s)
      Fukumura Ryoichi、Sukhbaatar Ariunbuyan、Mishra Radhika、Sakamoto Maya、Mori Shiro、Kodama Tetsuya
    • Journal Title

      Cancer Sci.

      Volume: - Pages: 1-11

    • DOI

      10.1111/cas.14867

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Optimization of the delivery of molecules into lymph nodes using a lymphatic drug delivery system with ultrasound2021

    • Author(s)
      Kato Shigeki、Yoshiba Shota、Mori Shiro、Kodama Tetsuya
    • Journal Title

      Int J Pharm.

      Volume: 597 Pages: 120324-120324

    • DOI

      10.1016/j.ijpharm.2021.120324

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Intranodal pressure of a metastatic lymph node reflects the response to lymphatic drug delivery system2020

    • Author(s)
      Kato Shigeki、Takeda Kazu、Sukhbaatar Ariunbuyan、Sakamoto Maya、Mori Shiro、Shiga Kiyoto、Kodama Tetsuya
    • Journal Title

      Cancer Sci.

      Volume: 111 Pages: 4232-4241

    • DOI

      10.1111/cas.14640

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Lymph node metastasis mouse model and its treatment2020

    • Author(s)
      S Ariunbuyan, Sakamoto M, Mori S, Kodama T
    • Organizer
      International Joint Symposium 2020(The 15th International Workshop on Biomaterials in Interface Science, The 11th Symposium on Innovative Dental-Engineering Alliance (IDEA))
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Imaging of the mouse lymphatic sinus during lymphatic administration of high osmotic pressure solutions using a contrast-enhanced high-frequency ultrasound imaging system2020

    • Author(s)
      Fukumura R, Mishra R, S Ariunbuyan, Mori S, Kodama T
    • Organizer
      World Molecular Imaging Congress (WMIC) virtual 2020
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Optimized fluid parameters for enhanced treatment efficacy for drug delivery using the Lymphatic Drug Delivery System2020

    • Author(s)
      Mishra R, Fukumura R, S Ariunbuyan, Mori S, Kodama T
    • Organizer
      World Molecular Imaging Congress (WMIC) virtual 2020
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Does radiotherapy metastatic lymph nodes induce an abscopal effect?2020

    • Author(s)
      Sora S, S Ariunbuyan, Sakamoto M, Mori S, Kodama T
    • Organizer
      World Molecular Imaging Congress (WMIC) virtual 2020
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 浸透圧にともなうリンパ節の形態変化に関する研究2020

    • Author(s)
      福村凌一,Radhika Mishra, Ariunbuyan Sukhbaatar, 森士朗,小玉哲也
    • Organizer
      日本超音波医学会第93回学術集会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] Improvement of chemotherapy for the lymph node metastasis2020

    • Author(s)
      S Ariunbuyan,Kodama T, Mori S
    • Organizer
      第79回日本癌学会学術総会
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      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] Importance of drug osmotic pressure and viscosity for enhancing treatment effect using lymphatic drug delivery system2020

    • Author(s)
      Mishra R, Fukumura R, S Ariunbuyan, Mori S, Kodama T
    • Organizer
      第79回日本癌学会学術総会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] マウスの転移リンパ節治療における超選択的放射線治療2020

    • Author(s)
      空翔太,スフバートル アリウンブヤン,森士朗,小玉哲也
    • Organizer
      第79回日本癌学会学術総会
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      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 複数の転移リンパ節モデルマウスの開発2020

    • Author(s)
      永松大輝,アリウンブヤン スフバートル,ラディカ ミシュラ,森士朗,小玉哲也
    • Organizer
      第79回日本癌学会学術総会
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      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] リンパ行性薬物送達法におけるリンパ節への分子集積の定量解析2020

    • Author(s)
      鈴木健大,アリウンブヤン スフバートル,森士朗,伊藤明宏,小玉哲也
    • Organizer
      第79回日本癌学会学術総会
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      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] リンパ行性薬剤送達法を用いた抗がん剤投与時における浸透圧の治療依存性2020

    • Author(s)
      福村凌一,ミシュラ ラディカ,スフバートル アリウンブヤン,永松大輝,森士朗,小玉哲也
    • Organizer
      第79回日本癌学会学術総会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] リンパ行性薬剤送達法における薬剤浸透圧変化にともなう転移リンパ節の治療評価に関する研究2020

    • Author(s)
      福村凌一,Radhika Mishra,Ariunbuyan Sukhbaatar,森士朗,小玉哲也
    • Organizer
      日本超音波医学会第60回東北地方会学術集会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 深層学習を用いた乳癌造影超音波定量解析における客観的病変範囲評価2020

    • Author(s)
      樋口賢一, 森菜緒子, 伊藤康一, 小玉哲也, 高瀬圭
    • Organizer
      日本超音波医学会第93回学術集会
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      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] リンパ節転移モデルマウスの3次元in vivo超音波定量評価の基礎検討2020

    • Author(s)
      大村眞朗, 永松大輝, 小玉哲也, 佐藤悠佑, 吉田憲司, 山口匡
    • Organizer
      日本超音波医学会第93回学術集会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Remarks] 小玉研究室ホームページ

    • URL

      https://web.tohoku.ac.jp/kodama/

    • Related Report
      2020 Annual Research Report

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Published: 2020-04-28   Modified: 2022-04-19  

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