放射性抗がん剤ドラッグデリバリーシステムを用いた低侵襲化学粒子線治療技術の研究

• 研究課題/領域番号: 19H04480
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分90130:医用システム関連
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 寺川 貴樹 東北大学, サイクロトロン・ラジオアイソトープセンター, 教授 (10250854)
• 研究分担者: 田中 香津生 東北大学, サイクロトロン・ラジオアイソトープセンター, リサーチフェロー (20780860)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2022-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2021年度)
• 配分額: 17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円); 2021年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2020年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円); 2019年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
• キーワード: 陽子線治療 / 薬剤運搬体 / シスプラチン / リポソーム / 粒子線治療 / 薬剤伝達 / ドラッグデリバリーシステム

研究開始時の研究の概要

本研究では、腫瘍への線量集中が可能な陽子線治療と、放射性抗がん剤を腫瘍組織に選択的に伝達するドラッグデリバリーシステム（DDS）を用いることにより、陽子線、抗がん剤、抗がん剤放射性化の3重の抗腫瘍効果によって、腫瘍細胞を効果的に殺傷する治療戦略を狙う。これにより難治癌に対して従来よりも低線量・低副作用・高治療効果をもたらす新規化学粒子線治療法の開発を目指す。

研究成果の概要

本研究は、放射線感受性のドラックデリバリーシステム（DDS)の開発を行い、陽子線照射との併用により陽子線治療効果の増強を目的とした。DDSとしてはシスプラチン内包したリポソーム型薬剤キャリアを開発した。さらに、アスコルビン酸や金ナノ粒子等の添加によりリポソームに放射線感受性の機能を付与した。陽子線およびX線を用いたリポソームへの放射線照射実験を実施し、キャリアの分解による薬剤の放出を最大約30％促進させる効果が確認された。さらに細胞レベルの実験でも陽子線単独照射と比べて細胞致死効果の増強が確認された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は、陽子線治療と放射線感受性ドラッグデリバリーシステム（DDS）を用い、正常組織への影響を最小限に留め、難治癌に対して優れた治療効果をもたらす癌治療法の開発を目指している。放射線照射で内包薬剤が放出される放射線感受性DDSの基礎開発に成功しており、陽子線照射と併用することで単独の陽子線治療の効果を増強することが期待される。炭素線治療は高い治療効果をもたらすが同時に正常組織への副作用も大きく設備費用的問題もある。本研究は陽子線の低副作用の利点を維持しつつ、DDSとの併用で炭素線に迫る効果を誘発する点において、学術的、社会的意義があると考える。

研究成果

• [雑誌論文] 東北大学サイクロトロン・ラジオアイソトープセンター（CYRIC）の利用紹介 (2021)
  • 著者名/発表者名: 寺川貴樹
  • 雑誌名: 放射線化学 巻: 112 ページ: 61-63
• [雑誌論文] Three-Dimensional Dose Measurement in Proton Therapy Using a Polymer Gel Dosimeter (2020)
  • 著者名/発表者名: Terakawa A., Wakayama Y., Kajiyama A., Hosokawa Hibiki., Nagao R., Narumi K., Hosokawa Hiroyuki., Fujise Y., Ushijima H., Hattori Y., Tsutsui R., Suzuki H., Nakamura T., Hoashi R., Saifurrahman H., Tanaka Kazuo., Hitomi K., Nagano Y., and Nogami M.
  • 雑誌名: CYRIC Annual Report 巻: 1
• [雑誌論文] Feasibility study of TlBr semiconductor detectors for PIXE applications (2020)
  • 著者名/発表者名: Mitsuhiro Nogami, Keitaro Hitomi, Toshiyuki Onodera, Kio Matsumoto, Kenichi Watanabe, Atsuki Terakawa, Keizo Ishii
  • 雑誌名: Nuclear Instrument and Methods in Physics Research B 巻: 477 ページ: 43-45
  • DOI: 10.1016/j.nimb.2019.10.003
  • 査読あり
• [学会発表] 陽子線治療におけるポリマーゲル線量計を用いた3次元線量分布評価 (2021)
  • 著者名/発表者名: 寺川貴樹, 若山雄大, 梶山愛, 牛島寛章, 服部祥尭, 田中香津生, 人見啓太朗, 野上光博
  • 学会等名: 第82回応用物理学会秋季学術講演会
• [学会発表] 陽子線多門照射におけるMAGATゲルを用いた3次元線量分布評価 (2021)
  • 著者名/発表者名: 寺川貴樹, 若山雄大, 田中香津生, 鳴海慶一郎, 牛島寛章, 服部祥尭, 筒井亮佑, 鈴木大夢, 中村智花, 人見啓太朗, 長野宣道, 野上光博, 佐藤和宏, 三浦洋亮
  • 学会等名: 第10回3次元ゲル線量計研究会
• [学会発表] Proton-therapy research experiments at CYRIC (2021)
  • 著者名/発表者名: Atsuki Terakawa
  • 学会等名: Kick-off Workshop (Online) of JSPS Japan and Korea Collaboration Project
• [学会発表] 80 MeV 陽子線拡大ブラックピーク測定における MAGAT ゲル の LET 依存性 (2019)
  • 著者名/発表者名: 若山雄太，寺川貴樹，田中香津生，鳴海慶一郎、牛島寛章，服部祥尭，筒井亮佑，鈴木大夢，中村智花，佐藤和宏，三浦洋亮
  • 学会等名: 第8回３Dゲル線量計研究会
• [学会発表] 東北大学 CYRIC の大型サイクロトロンによる 6 MeV H+2 加速 テスト (2019)
  • 著者名/発表者名: 寺川貴樹、松田洋平、伊藤正俊、石井慶造
  • 学会等名: 第35回PIXEシンポジウム