新規のホウ素含有ナノ粒子の構築とBNCTへの応用

• 研究課題/領域番号: 15K21764
• 研究種目: 国際共同研究加速基金(帰国発展研究)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: ナノ材料化学
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 玉野井 冬彦 京都大学, 高等研究院, 特定教授 (10802283)
• 研究協力者: 鈴木 実 ; 齋藤 寛之
• 研究期間 (年度): 2017 – 2019
• 研究課題ステータス: 完了 (2019年度)
• 配分額: 57,200千円 (直接経費: 44,000千円、間接経費: 13,200千円)
• キーワード: メソポーラスシリカナノ粒子 / がん蓄積 / がんの鶏卵モデル / がんスフェロイド / ホウ素中性子捕捉療法 / 単色X線 / オージェ効果 / ホウ素含有メソポーラスシリカナノ粒子 / 鶏卵のがんモデル / がんへの蓄積 / 癌へのターゲティング / 鶏卵の癌モデル / ナノ材料 / ナノバイオ / 放射線

研究成果の概要

本研究により新しいがん治療に役立つ新規ナノ粒子を開発することができた。直径が約100nmの多孔性のナノ粒子の表面に様々な化合物を結合した。抗癌剤であるDaunorubicinを結合させ、がん細胞、がんスフェロイド、がんの鶏卵モデルを用いて、その有効性を示した。またBNCT治療に使うためにBPA(boronophenylalanine)を結合させることに成功した。さらにガドリニウムを結合させたMSNをつくり、新規放射線治療の開発をおこなった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の意義はメソポーラスシリカをベースにした新規のナノ粒子を開発することができた点にある。これらのナノ材料は抗がん剤のデリバリーに有効であり、またホウ素中性子捕捉療法や新規の放射線治療の開発に寄与する。特にガドリニウム含有ナノ粒子と単色X線を組み合わせた放射線実験により新規放射線治療の可能性を提示した。

研究成果

• [国際共同研究] Vietnam National University, Ho Chi Minh City(ベトナム)
• [国際共同研究] VISTEC(タイ)
• [国際共同研究] Taipei Medical University(台湾)
• [国際共同研究] Universidad Computense de Madrid(スペイン)
• [国際共同研究] Vietnam National University, Ho Chi Minh City（ベトナム）
• [国際共同研究] VISTEC（タイ）
• [国際共同研究] University of Montpellier(フランス)
• [国際共同研究] KAUST(サウジアラビア)
• [国際共同研究] City of Hope Cancer Center(米国)
• [雑誌論文] Biodegradable Periodic Mesoporous Organosilica (BPMO) Loaded with Daunorubicin : A Promising Nanoparticle - Based Anticancer Drug (2020)
  • 著者名/発表者名: Ngoc Xuan Dat Mai, Albane Birault, Kotaro Matsumoto, Hanh Kieu Thi Ta, Soontaree Grace Intasa-ard, Kendall Morrison, Phan Bach Thang, Tan Le Hoang Doan, Fuyuhiko Tamanoi
  • 雑誌名: ChemMedChem 巻: 15 号: 7 ページ: 1-8
  • DOI: 10.1002/cmdc.201900595
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Patient Derived Chicken Egg Tumor Model (PDcE Model) : Current Status and Critical Issues. (2019)
  • 著者名/発表者名: Komatsu A, Matsumoto K, Saito T, Muto M, Tamanoi F
  • 雑誌名: Cells 巻: 8 号: 5 ページ: 440-440
  • DOI: 10.3390/cells8050440
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Destruction of tumor mass by gadolinium-loaded nanoparticles irradiated with monochromatic X-rays : Implications for the Auger therapy. (2019)
  • 著者名/発表者名: Kotaro Matsumoto, Hiroyuki Saitoh, Tan Le Hoang Doan, Ayumi Shiro, Keigo Nakai, Aoi Komatsu, Masahiko Tsujimoto, Ryo Yasuda, Tetsuya Kawachi, Toshiki Tajima & Fuyuhiko Tamanoi
  • 雑誌名: Scientific reports 巻: 9 号: 1 ページ: 13275-13275
  • DOI: 10.1038/s41598-019-49978-1
  • NAID: 120006728076
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Relationship between the glutathione-responsive degradability of thiol-organosilica nanoparticles and the chemical structures (2019)
  • 著者名/発表者名: T. Doura, T. Nishio, F. Tamanoi, M. Nakamura
  • 雑誌名: J. Mater. Res. 巻: 34 号: 7 ページ: 1266
  • DOI: 10.1557/jmr.2018.501
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Chick chorioallantoic membrane assay as an in vivo model to study the effect of nanoparticle-based anticancer drugs in ovarian cancer. (2018)
  • 著者名/発表者名: Vu BT, Shahin SA, Croissant J, Fatieiev Y, Matsumoto K, Doan TL, Yik T, Simargi S, Conteras A, Ratliff L, Jimenez CM, Raehm L, Khashab N, Durand JO, Glackin C. Tamanoi F.
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 8 号: 1 ページ: 8524-8524
  • DOI: 10.1038/s41598-018-25573-8
  • NAID: 120006473811
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Hyaluronic acid conjugated nanoparticle delivery of siRNA against TWIST reduces tumor burden and enhances sensitivity to cisplatin in ovarian cancer. (2018)
  • 著者名/発表者名: Shahin SA, Wang R, Simargi SI, Contreras A, Parra Echavarria L, Qu L, Wen W, Dellinger T, Unternaehrer J, Tamanoi F, Zink JI, Glackin CA.
  • 雑誌名: Nanomedicine 巻: 14 号: 4 ページ: 1381-1394
  • DOI: 10.1016/j.nano.2018.04.008
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Miniaturization of thiol-organosilica nanoparticles induced by an anionic surfactant (2018)
  • 著者名/発表者名: Tomohiro Doura, Fuyuhiko Tamanoi, Michihiro Nakamura
  • 雑誌名: Journal of Colloid and Interface Science 巻: 526 ページ: 51-62
  • DOI: 10.1016/j.jcis.2018.04.090
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Biodegradability of Disulfide-Organosilica Nanoparticles Evaluated by Soft X-ray Photoelectron Spectroscopy: Cancer Therapy Implications (2018)
  • 著者名/発表者名: Mekaru Harutaka、Yoshigoe Akitaka、Nakamura Michihiro、Doura Tomohiro、Tamanoi Fuyuhiko
  • 雑誌名: ACS Applied Nano Materials 巻: 2 号: 1 ページ: 479-488
  • DOI: 10.1021/acsanm.8b02023
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Isolation and characterization of the primary epithelial breast cancer cells and the adjacent normal epithelial cells from Iranian women's breast cancer tumors. (2018)
  • 著者名/発表者名: Faridi N, Bathaie SZ, Abroun S, Farzaneh P, Karbasian H, Tamanoi F. Mohagheghi MA.
  • 雑誌名: Cytotechnology 巻: 70 ページ: 625-639
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] An oncogenic mutant of RHEB, RHEB Y35N, exhibits an altered interaction with BRAF resulting in cancer transformation. (2018)
  • 著者名/発表者名: Heard JJ, Phung I, Potes MI, Tamanoi F.
  • 雑誌名: BMC Cancer 巻: 18 号: 1
  • DOI: 10.1186/s12885-017-3938-5
  • 説明: 印刷中
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] Efficacy of biodegradable PMO to inhibit tumor growth in animal models (2019)
  • 著者名/発表者名: Fuyuhiko Tamanoi
  • 学会等名: The 7th China-Japan Symposium on Nanomedicine
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Patient-derived tumor models and KRAS inhibitors (2019)
  • 著者名/発表者名: Fuyuhiko Tamanoi
  • 学会等名: FASEB Summer Research Conference, New York
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Establishment of tumor model on chorioallantoic membrane (CAM) of fertilized chicken egg (2019)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto Kotaro
  • 学会等名: Academia Sinica-Kyoto University Bilateral Symposium
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Patient-derived chicken egg tumor model (PDcE model) (2019)
  • 著者名/発表者名: 玉野井 冬彦
  • 学会等名: 講演会 : 患者由来がんモデル～基礎研究から臨床応用まで～
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] A new radiation therapy emerging from the convergence of nanotechnology and particle physics (2019)
  • 著者名/発表者名: Fuyuhiko Tamanoi
  • 学会等名: HeKKSaGOn 6th German-Japanese University Presidents' Conference, Heidelberg, Germany
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Chicken egg tumor model and boron neutron capture therapy (BNCT) (2019)
  • 著者名/発表者名: Fuyuhiko Tamanoi
  • 学会等名: Annual Retreat, Kyoto University
  • 招待講演
• [学会発表] Nanomedicine and Cancer Therapy (2019)
  • 著者名/発表者名: Fuyuhiko Tamanoi
  • 学会等名: Kyoto University-Academia Sinica Bilateral Symposium, Kyoto
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Developing a novel radiation therapy by employing monochromatic X-ray and nanoparticles (2019)
  • 著者名/発表者名: Tamanoi Fuyuhiko
  • 学会等名: International Symposium : New Technology for Diagnosis and Therapeutics of Cancer Sendai, Japan
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Developing a Novel Radiation Therapy by Employing Monochromatic X-ray and Nanoparticles (2019)
  • 著者名/発表者名: Tamanoi Fuyuhiko
  • 学会等名: 13th International Symposium on Nanomedicine
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Novel radiation therapy employing monochromatic X-ray and nanoparticles (2019)
  • 著者名/発表者名: Tamanoi Fuyuhiko
  • 学会等名: First QNM-iCeMS Symposium : Exploring New Approaches for Cancer Therapy
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Patient-derived Chicken Egg Tumor Model, Precision Medicine and Nanoparticle-mediated Cancer Therapy (2019)
  • 著者名/発表者名: Tamanoi Fuyuhiko
  • 学会等名: Kyoto Winter School “Quantifying Dynamics of Life”, Kyoto
  • 国際学会
• [学会発表] Patient-derived chicken egg tumor modeland tailor-made medicine (2019)
  • 著者名/発表者名: Fuyuhiko Tmanoi
  • 学会等名: The SPIRITS International Symposium-2019 “Regulation of cell fate and disease treatment”, Kyoto
  • 国際学会
• [学会発表] Tumor Targeting of Mesoporous Silica Nanoparticles Characterized by Using Chicken Egg Tumor Model (2018)
  • 著者名/発表者名: Fuyuhiko Tamanoi
  • 学会等名: 2018 Taiwan-Japan-Korea Trilateral Conference on Nanomedicine, Tainan, Taiwan
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Boron Neutron Capture Therapy and Nanotechnology (2018)
  • 著者名/発表者名: Fuyuhiko Tamanoi
  • 学会等名: 12^<th> International Symposium on Nanomedicine, Ube, Yamaguchi
  • 国際学会
• [学会発表] Boron Neutron Capture Therapy and Nanotechnology (2018)
  • 著者名/発表者名: Fuyuhiko Tamanoi
  • 学会等名: Harnessing Physical Forces for Medical Applications Symposium, Los Angeles
  • 国際学会
• [学会発表] 癌の鶏卵モデル : 患者由来がんモデルとナノ治療開発系としての可能性 (2018)
  • 著者名/発表者名: 玉野井 冬彦
  • 学会等名: 新しい治療法の開発を目指す患者由来がんモデル、国立がん研究センター
  • 招待講演
• [学会発表] Evaluation of novel nanoparticle-based anticancer drugs for cancer therapy by using ovarian cancer-transplated chicken chorioallantoic membrane (CAM) assay (2018)
  • 著者名/発表者名: Kotaro Matsumoto
  • 学会等名: The 6^<th> Japan-China Symposium on Nanomedicine, Matsue
  • 国際学会
• [学会発表] Cancer therapy using mesoporous silica nanoparticles (2018)
  • 著者名/発表者名: Fuyuhiko Tamanoi
  • 学会等名: Mesoporous materials : 1991-2018, Madrid, Spain
  • 国際学会
• [学会発表] The chicken egg tumor model provides an attractive system for evaluating anticancer drugs (2018)
  • 著者名/発表者名: Binh Thanh Vu, Joel Hayashi, Fuyuhiko Tamanoi
  • 学会等名: FASEB Summer Research Conferences, Saxtons River, VT
  • 招待講演
• [学会発表] 21世紀の医療とテクノロジーの展望 (2018)
  • 著者名/発表者名: 玉野井 冬彦
  • 学会等名: ライフサイエンスイノベーションネットワーク、UCLA-Japan Center
  • 招待講演
• [学会発表] Cancer Nanotherapy and Precision Medicine (2017)
  • 著者名/発表者名: Fuyuhiko Tamanoi
  • 学会等名: 11th International Symposium on Nanomedicine, Sendai
  • 国際学会
• [学会発表] Nanoparticle-based cancer therapy (2017)
  • 著者名/発表者名: Fuyuhiko Tamanoi
  • 学会等名: Innovations in Cancer Research and Regenerative Medicine, Ho Chi Minh city, VN
  • 招待講演
• [図書] Chick chorioallantoic membrane model and precision cancer therapy, The Enzymes Volume 46 (2019)
  • 著者名/発表者名: Fuyuhiko Tamanoi, editor
  • 総ページ数: 160
  • 出版者: Elsevier
• [図書] The Enzymes volume 43 (2018)
  • 著者名/発表者名: Vallet-Regi M, Tamanoi F.
  • 総ページ数: 214
  • 出版者: Elsevier
• [図書] The Enzymes volume 44 (2018)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto K, Le Hoang Doan T, Mai NXD, Nakai K, Komatsu A, Tamanoi F.
  • 総ページ数: 173
  • 出版者: Elsevier
• [図書] The Engymes (2017)
  • 著者名/発表者名: Hayashi JY, Tamanoi F.
  • ページ: 153-172
  • 総ページ数: 172
  • 出版者: Elsevier