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超音波照射で送達率を高める金ナノ粒子放射線増感剤の動物モデル検証

研究課題

研究課題/領域番号 19K08112
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分52040:放射線科学関連
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

三澤 雅樹  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 主任研究員 (60358083)

研究分担者 新田 尚隆  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 主任研究員 (60392643)
松本 孔貴  筑波大学, 医学医療系, 助教 (70510395)
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 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード金ナノ粒子 / X線 / 放射線治療 / 活性酸素 / 超音波 / パイロトーシス / 炎症性サイトカイン / 細胞性障害分子パターン / 細胞障害性分子パターン / 増感剤
研究開始時の研究の概要

局所投与により高濃度の増感剤を腫瘍周囲に分布させ、超音波照射を利用して金ナノ粒子増感剤の血管および間質透過性を高めることで腫瘍集積を大幅に高めるauroporationによる投与方法の有効性を動物モデルで検証するとともに、超音波照射に応答する標的指向型金ナノ粒子放射線増感剤を開発する。

研究成果の概要

X線照射と金ナノ粒子増感剤を併用する新しい放射線治療の基礎技術確立を目指して、抗腫瘍効果の動物モデルでの検証実験を行なった。局所投与後の金ナノ粒子を、集束超音波によって強制的に振動させ、血管および間質透過性を高め、腫瘍深部への移行を促進させる粒子設計と投与条件を明らかにした。また、X線照射下の金ナノ粒子で生成される活性酸素によって、細胞障害性分子パターンが放出され、炎症性プログラム細胞死を示す可能性を見出した。これらを吸着させた金ナノ粒子とアジュパント投与によるX線照射と腫瘍免疫併用効果の検討を行った。その結果、抗腫瘍効果増強とともに、X線非照射部位でも一定の抗腫瘍効果が認められた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

高齢化が進行するなか、体への負担が少ないがん治療法として、今後、放射線治療が選択される機会が増えるであろう。放射線治療では、正常組織の被ばくを低減し、腫瘍に線量を集中することが重要だが、照射方法の改良のみでは、浸潤性やびまん性の複雑な形状のがん組織に線量集中できない。金ナノ粒子増感剤を、がん細胞選択的に取り込ませた後、放射線照射する増感剤併用治療により、細胞レベルで線量制御が可能となり、正常組織を温存し、取り残しによる再発を防ぐ効果的な放射線治療が実現する。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 2件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 3件) 図書 (1件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] Radiosensitization Effect of Gold Nanoparticles on Plasmid DNA Damage Induced by Therapeutic MV X-rays.2022

    • 著者名/発表者名
      Yogo K, Misawa M, Shimizu H, Kitagawa T, Hirayama R, Ishiyama H, Yasuda H, Kametaka S, Takami S.
    • 雑誌名

      Nanomaterials

      巻: 12(5) 号: 5 ページ: 771-780

    • DOI

      10.3390/nano12050771

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Enhancement of Cancer Cell-Killing Effects of Boron Neutron Capture Therapy by Manipulating the Expression of L-Type Amino Acid Transporter 12021

    • 著者名/発表者名
      Ohnishi K, Misawa M, Sikano N, Nakai K, Suzuki M
    • 雑誌名

      Radiat Res.

      巻: 1;196(1) 号: 1 ページ: 17-22

    • DOI

      10.1667/rade-20-00214.1

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of Particle Types on Reactive Oxygen Species Production in Anti-infective System with Ultrasound Stimulation2021

    • 著者名/発表者名
      Naotaka Nitta, Akio Kaya, Masaki Misawa, Koji Hyodo
    • 雑誌名

      IEEJ Transactions on Electrical and Electronic Engineering

      巻: 16-11 号: 11 ページ: 1547-1549

    • DOI

      10.1002/tee.23460

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 金ナノ粒子放射線増感剤開発の最新動向2021

    • 著者名/発表者名
      三澤 雅樹
    • 雑誌名

      月刊 化学工業

      巻: 72-4 ページ: 220-229

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] Effect of gold nanoparticle radiosensitization on plasmid DNA damage induced by high-dose rate brachyth erap2021

    • 著者名/発表者名
      Yogo K, Misawa M, Shimizu M, Shimizu H, Kitagawa T, Hirayama R, Ishiyama H, Furukawa T, Yasuda H.
    • 雑誌名

      Int J Nanomedicine

      巻: 14;16 ページ: 359-370

    • DOI

      10.2147/ijn.s292105

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Small size gold nanoparticles enhance apoptosis-induced by cold atmospheric plasma via depletion of intracellular GSH and modification of oxidative stress2020

    • 著者名/発表者名
      Jawaid P, Rehman MU, Zhao QL, Misawa M, Ishikawa K, Hori M, Shimizu T, Saitoh J, Noguchi K, Kondo T
    • 雑誌名

      Cell Death Discovery

      巻: 6 号: 1 ページ: 83-83

    • DOI

      10.1038/s41420-020-00314-x

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 放射線ナノメディシンの新展開 -金および白金ナノ粒子による放射線細胞死の修飾効果-2020

    • 著者名/発表者名
      三澤雅樹、近藤 隆
    • 雑誌名

      放射線生物研究

      巻: 55;4 ページ: 322-341

    • NAID

      40022471877

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Composition and acoustic properties in a cartilage phantom2019

    • 著者名/発表者名
      N.Nitta, M.Misawa, T.Numa, 58-SG,pp.SGGE21-、2019/07
    • 雑誌名

      JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS

      巻: 58-SG

    • NAID

      210000156601

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 光学素子を用いたX線イメージング法に関する研究2022

    • 著者名/発表者名
      安本 正人、三澤 雅樹、髙根澤 伸斗、佐藤昌憲
    • 学会等名
      2021年度計量標準総合センター成果発表会(オンライン)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] マルチモダリティ音速測定法の開発と軟骨評価への応用2021

    • 著者名/発表者名
      新田 尚隆、三澤 雅樹、沼野 智一
    • 学会等名
      日本超音波医学会第94回学術集会(オンライン)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 金ナノ粒子放射線増感剤のB16メラノーマ担がんマウスにおける体内動態と増感効果の検証2020

    • 著者名/発表者名
      三澤 雅樹、新田 尚隆 、清水 森人、松本孔貴、沼野 智一、大西 健
    • 学会等名
      日本DDS学会学術集会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 金ナノ粒子放射線増感剤の増感効果と腫瘍集積評価2020

    • 著者名/発表者名
      三澤雅樹、新田尚隆、松本 孔貴、余語克紀、沼野 智一、岡田朋子、大西 健
    • 学会等名
      日本放射線影響学会第63回
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 金ナノ粒子放射線増感剤の体内動態と増感効果2020

    • 著者名/発表者名
      三澤 雅樹、新田 尚隆、松本 孔貴、余語 克紀、沼野 智一、岡田 朋子
    • 学会等名
      つくば 医工連携フォーラム2020,つくば、2020/01/22
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 金ナノ粒子放射線増感剤の増感効果と腫瘍集積評価2020

    • 著者名/発表者名
      三澤 雅樹、新田 尚隆、松本 孔貴、余語 克紀、沼野 智一、岡田 朋子、大西  健
    • 学会等名
      第22回 菅原・大西記念 癌治療増感シンポジウム in 奈良,奈良、2020/02/08
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Sensitivity to neutrons is enhanced by overexpression of LAT1 in human glioblastoma cells2019

    • 著者名/発表者名
      K.Ohnishi, M.Misawa, N.Shikano, N.Matsumoto
    • 学会等名
      16th Intern ational Congress of Radiation Research 2019,Manchester、2019/08/26
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Partial Vibration MR Elastography: Zero-MR phase image MRE2019

    • 著者名/発表者名
      T.Numano, D.Itou, K.Mizuhara, T.Washio, T.Habe, K.Igarashi,T.Ueki, T.Maeno, M.Misawa、N.Nitta
    • 学会等名
      ISMRM 2019,Montre al/Canada、2019/05/1
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A robust pulse sequence for simultaneous diffusion MRI and MR elastography (diffusion-MRE)2019

    • 著者名/発表者名
      D.Itou, T.Numano, K.Mizuhara, T.Washio, M.Misawa, N.Nitta, T.Habe
    • 学会等名
      ISMRM 2019,Montreal/Canada、2019/05/16
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 金ナノ粒子放射線増感剤のB16メラノーマ担がんマウスにおける体内動態と増感効果の検証2019

    • 著者名/発表者名
      三澤 雅樹、新田 尚隆 、清水 森人、松本 孔貴、沼野 智一、大西 健
    • 学会等名
      日本DDS学会学術集会,横浜、2019/07/04
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [図書] 医療機器開発ハンドブック2022

    • 著者名/発表者名
      山根 隆志、大森 健一、岡崎 義光、梶谷 勇、田倉 智之、嶽北 和宏、鎮西 清行、新田 尚隆、沼野 智一、袴塚 康治、廣瀬 志弘、本間 一弘、三澤 雅樹、葭仲 潔
    • 総ページ数
      280
    • 出版者
      森北出版
    • ISBN
      9784627691711
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [産業財産権] エックス線診療車2021

    • 発明者名
      三澤 雅樹、鷲尾 利克、新田 尚隆他
    • 権利者名
      国立研究開発法人産業技術総合研究所
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2021-096686
    • 出願年月日
      2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [産業財産権] 金ナノ粒子の凝集体、金ナノ粒子分散液、放射線治療用増感剤及び金ナノ粒子分散液の製造方法2020

    • 発明者名
      三澤雅樹、橋本夏樹、大沢正人、岡田朋子
    • 権利者名
      三澤雅樹、橋本夏樹、大沢正人、岡田朋子
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2020-062947
    • 出願年月日
      2020
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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