固形がんの特異的イメージングのためのＭＲＩ造影剤搭載ナノデバイスの研究開発

• 研究課題/領域番号: 13F03042
• 研究種目: 特別研究員奨励費
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 外国
• 研究分野: 医用生体工学・生体材料学
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 西山 伸宏 東京工業大学, 資源化学研究所, 教授 (10372385)
• 研究分担者: MI Peng 東京工業大学, 資源化学研究所, 外国人特別研究員 ; MI P. 東京工業大学, 資源化学研究所, 外国人特別研究員
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円); 2014年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円); 2013年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
• キーワード: 高分子ミセル / がん / イメージング / MRI / ガドリニウム / 酸化鉄微粒子 / SPECT / 診断

研究実績の概要

本研究では、がんを標的としたMRIの精度向上に向けて、酸化鉄微粒子やガドリニウムを内包したナノ微粒子型造影剤の開発を行っている。まず、前年度までに開発されたMRI造影剤Gd-DTPAを内包したリン酸カルシウム型高分子ミセル(以下、Gd-DTPA内包ミセル)に関して、ガドリニウムが中性子線の照射によってγ線を出すことに着目し、固形がんのガドリニウム中性子捕捉療法(GNCT)へと応用した。具体的には、マウス大腸がんC-26細胞の皮下移植モデルに対してGNCTによるがんの増殖抑制効果を評価した結果、Gd-DTPA単独では有意な治療効果は確認されなかったが、Gd-DTPA内包ミセルにより顕著な抗腫瘍効果を確認することができた。一方、酸化鉄微粒子(SPIO)のデリバリーシステムとしては、環状RGDペプチドを搭載した中空ナノ粒子PICsomeの開発を進めてきた。SPIO内包PICsomeを悪性脳腫瘍モデルのMRイメージングへと展開したところ、環状RGDペプチドの導入によって腫瘍血管特異的なMRI信号強度の変化が確認された。本システムは、PICsomeに種々の分子を同時に搭載できることから、マルチモーダルイメージングや診断-治療一体型システムへの応用が期待される。以上のように、本研究では、2種類のナノ微粒子型MRI造影剤を開発し、疾患モデルのイメージングを行うことに成功し、さらにGd-DTPA内包ミセルについてはGNCTにおける有用性を確認できたことから、当初目標を上回る成果が得られたものと考えている。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Light-induced cytosolic activation of reduction-sensitive camptothecin-loaded polymeric micelles for spatiotemporally controlled in vivo chemotherapy (2014)
  • 著者名/発表者名: H.-C. Yen, H. Cabral, P. Mi, K. Toh, Y. Matsumoto, X. Liu, H. Koori, A. Kim, K. Miyazaki, Y. Miura, N. Nishiyama, K. Kataoka
  • 雑誌名: ACS Nano 巻: 8 号: 11 ページ: 11591-11602
  • DOI: 10.1021/nn504836s
  • 査読あり
• [雑誌論文] Polymeric micelles loaded with platinum anticancer drugs target preangiogenic micrometastatic niches associated with inflammation (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Wu, H. Cabral, K. Toh, P. Mi, Y.-C. Chen, Y. Matsumoto, N. Yamada, X. Liu, H. Kinoh, Y. Miura, M. R. Kano, H. Nishihara, N. Nishiyama, K. Kataoka
  • 雑誌名: J. Control. Release 巻: 189 ページ: 1-10
  • DOI: 10.1016/j.jconrel.2014.06.018
  • 査読あり
• [雑誌論文] Three-layered polyplex micelle as a multifunctional nanocarrier platform for light-induced systemic gene transfer (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Nomoto, S. Fukushima, M. Kumagai, K. Machitani, Arnida, Y. Matsumoto, M. Oba, K. Miyata, K. Osada, N. Nishiyama, K. Kataoka
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 5 号: 1 ページ: 3545-3545
  • DOI: 10.1038/ncomms4545
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Hydrothermally synthesized PEGylated calcium phosphate nanoparticles incorporating Gd-DTPA for contrast enhanced MRI diagnosis of solid tumors (2014)
  • 著者名/発表者名: P. Mi, D. Kokuryo, H. Cabral, M. Kumagai, T. Nomoto, I. Aoki, Y. Terada, A. Kishimura, N. Nishiyama, K. Kataoka
  • 雑誌名: J. Control. Release 巻: 174 ページ: 63-71
  • DOI: 10.1016/j.jconrel.2013.10.038
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multicompartment micelles with adjustable poly (ethylene glycol) shell for efficient in vivo photodynamic therapy (2014)
  • 著者名/発表者名: C. V. Synatschke, N. Nishiyama, et al.
  • 雑誌名: ACS Nano 巻: (in press)(印刷中)(掲載確定) 号: 2 ページ: 1161-1172
  • DOI: 10.1021/nn4028294
  • 査読あり
• [雑誌論文] Systemic siRNA delivery to a spontaneous pancreatic tumor model in transgenic mice by PEGylated calcium phosphate hybrid micelles (2014)
  • 著者名/発表者名: F. Pittella, N. Nishiyama, et al.
  • 雑誌名: J. Control. Release 巻: 178 ページ: 18-24
  • DOI: 10.1016/j.jconrel.2014.01.008
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Elucidating the molecular mechanism for the intracellular trafficking and fate of block copolymer micelles and their components (2014)
  • 著者名/発表者名: K. -S. Kato, N. Nishiyama, et al.
  • 雑誌名: Biomaterials 巻: 35 号: 5 ページ: 1347-1358
  • DOI: 10.1016/j.biomaterials.2013.11.027
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hydrothermally synthesized PEGylated calcium phosphate nanoparticles incorporating Gd-DTPA for contrast enhanced MRI diagnosis of solid tumors (2014)
  • 著者名/発表者名: P. Mi, N. Nishiyama, et al.
  • 雑誌名: J. Control. Release 巻: 136 号: 1 ページ: 157-163
  • DOI: 10.1021/ja406992w
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cyclic RGD-linked polymeric micelles for targeted delivery of platinum anticancer drugs to glioblastoma through the blood-brain tumor barrier (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Miura, N. Nishiyama, et al.
  • 雑誌名: ACS Nano 巻: 7 号: 10 ページ: 8583-8592
  • DOI: 10.1021/nn402662d
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phenylboronic acid-installed polymeric micelles for targeting sialylated epitopes in solid tumors. (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Deshayes, N. Nishiyama, et al.
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 巻: 135 号: 41 ページ: 15501-15507
  • DOI: 10.1021/ja406406h
  • 査読あり
• [雑誌論文] Targeted therapy of spontaneous murine pancreatic tumors by polymeric micelles prolongs survival and prevents peritoneal metastasis (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Cabral, N. Nishiyama, et al.
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 巻: 110 号: 28 ページ: 11397-11402
  • DOI: 10.1073/pnas.1301348110
  • 査読あり
• [雑誌論文] SPIO-PlCsome : Development of a highly sensitive and stealth-capable MRI nano-agent for tumor detection using SPIO-loaded unilamellar polyion complex vesicles (PICsomes) (2013)
  • 著者名/発表者名: D. Kokuryo, N. Nishiyama, et al.
  • 雑誌名: J. Control. Release 巻: 169 号: 3 ページ: 220-227
  • DOI: 10.1016/j.jconrel.2013.03.016
  • 査読あり
• [雑誌論文] Acidic pH-Responsive siRNA Conjugate for Reversible Carrier Stability and Accelerated Endosoraal Escape with Reduced IFNα -Associated Immune Response (2013)
  • 著者名/発表者名: Hiroyasu Takemoto, Kanjiro Miyata, Shota Hattori, Takehiko Ishii, Toraoya Suma, Satoshi Uchida, Nobuhiro Nishiyama and Kazunori Kataoka
  • 雑誌名: Angewandte Chemie International Edition 巻: 52 号: 24 ページ: 6218-6221
  • DOI: 10.1002/anie.201300178
  • 査読あり
• [雑誌論文] Transcription factor YYI contributes to tumor growth by stabilizing hypoxia fact or HIF-lα in a p53-independent manner. (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Wu, N. Nishiyama, et al.
  • 雑誌名: Cancer Res. 巻: 73 号: 6 ページ: 1787-1799
  • DOI: 10.1158/0008-5472.can-12-0366
  • 査読あり
• [学会発表] 生体イメージングを活用したナノDDS設計 (2014)
  • 著者名/発表者名: 西山伸宏
  • 学会等名: 疾患克服を目指したケミカルバイオフォトニクス技術 第87回日本生化学会大会
  • 発表場所: 京都国際会館, 京都市, 京都府
  • 年月日: 2014-10-17
  • 招待講演
• [学会発表] 高分子ミセル型ナノ医薬品の研究開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 西山伸宏
  • 学会等名: 新製剤技術とエンジニアリングを考える会 第12回技術講演会
  • 発表場所: 京都国際会館, 京都市, 京都府
  • 年月日: 2014-06-23
  • 招待講演
• [学会発表] Biological functionalities of polymeric micelle systems for targeting cancer (2014)
  • 著者名/発表者名: N. Nishiyama
  • 学会等名: The European Summit for Clinical Nanomedicine 2014 (6th CLINAM 2014)
  • 発表場所: Congress Center Basel, Basel, Switzerland
  • 年月日: 2014-06-23
  • 招待講演
• [学会発表] 高分子ナノテクノロジーを基盤とするナノ医薬品の開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 西山伸宏
  • 学会等名: 第10回つくばがん遺伝子治療研究会
  • 発表場所: ステーションコンファレンス東京, 東京
  • 年月日: 2014-06-20
  • 招待講演
• [学会発表] がんの診断・治療のための高分子ミセル型DDSの開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 西山伸宏
  • 学会等名: 日本病院薬剤師会東北ブロック第４回学術大会
  • 発表場所: 仙台国際センター, 仙台市, 宮城県
  • 年月日: 2014-05-31
  • 招待講演
• [学会発表] Development of supramolecular nanocarriers for cancer diagnosis and therapy (2014)
  • 著者名/発表者名: N. Nishiyama
  • 学会等名: Emerging Biomaterials 2014
  • 発表場所: KAIST Institute, Seoul, Korea
  • 年月日: 2014-05-23
  • 招待講演
• [学会発表] がんの診断・治療のための高分子ミセル型DDSの開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 西山 伸宏
  • 学会等名: 製剤機械技術学会 第23回大会
  • 発表場所: ニッショーホール(東京都、港区)
  • 年月日: 2013-10-10
  • 招待講演
• [学会発表] がんの革新的診断・治療のためのスマート機能型高分子ミセルの開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 西山 伸宏
  • 学会等名: BioJapan 2013
  • 発表場所: パシフィコ横浜(神奈川県、横浜市)
  • 年月日: 2013-10-09
• [学会発表] 高分子ナノテクノロジーによるがんの診断・治療システムの創製 (2013)
  • 著者名/発表者名: 西山 伸宏
  • 学会等名: 東京工業大学 バイオマテリアルシンポジウム
  • 発表場所: 東京工業大学すずかけホール(神奈川県、横浜市)
  • 年月日: 2013-09-19
  • 招待講演
• [学会発表] 核酸医薬のデリバリーのための高分子ナノキャリアの設計 (2013)
  • 著者名/発表者名: 西山 伸宏
  • 学会等名: 第29回日本DDS学会学術集会
  • 発表場所: 京都テルサ(京都府、京都市)
  • 年月日: 2013-07-05
  • 招待講演
• [学会発表] Development of polymeric micellar nanocarriers for cancer diagnosis and therapy (2013)
  • 著者名/発表者名: N. Nishiyama
  • 学会等名: The 4^<th> Asian Biomaterials Congress
  • 発表場所: The Hong Kong University of Science and Technology (Hong Kong, China)
  • 年月日: 2013-06-29
  • 招待講演
• [学会発表] Development of supramolecular nanocarriers for cancer diagnosis and therapy (2013)
  • 著者名/発表者名: N. Nishiyama
  • 学会等名: 2013 International Advanced Drug Delivery Symposium
  • 発表場所: ITRI (Taiwan)
  • 年月日: 2013-05-02
  • 招待講演
• [図書] ナノメディシン-副作用のない理想的な医薬品の実現に向けて (2015)
  • 著者名/発表者名: 西山伸宏
  • 総ページ数: 76
  • 出版者: 現代化学 東京化学同人
• [図書] ナノメディシンによる革新的医薬品の実現に向けて (2014)
  • 著者名/発表者名: 西山伸宏
  • 総ページ数: 104
  • 出版者: BIO Clinica 北隆館／ニューサイエンス社
• [図書] 高分子ナノパーティクルを用いたDDSの展開 (2014)
  • 著者名/発表者名: 西山伸宏
  • 総ページ数: 165
  • 出版者: 医薬ジャーナル 医薬ジャーナル社
• [図書] 標的指向性DDS開発の新展開メディカルサイエンスダイジェスト(Vol. 40 No. 2)「DDS技術の進歩と医療応用」 (2014)
  • 著者名/発表者名: 西山 伸宏
  • 総ページ数: 106
  • 出版者: ニューサイエンス社
• [備考] 東京工業大学 資源化学研究所 西山研究室ホームページ
  • URL: http://www.res.titech.ac.jp
• [備考]
  • URL: http://www.bmw.res.titech.ac.jp