X線の抗腫瘍効果に占める腫瘍血管損傷の寄与の硼素中性子捕獲反応を用いた定量的解析

• 研究課題/領域番号: 19K08134
• 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: 大阪医科薬科大学
• 研究代表者: 小野 公二 大阪医科薬科大学, BNCT共同臨床研究所, 所長 (90122407)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2024-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2023年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
• キーワード: BNCT / 腫瘍細胞選択的殺細胞効果 / 硼素化合物 / BPA / BSH / 悪性脳腫瘍 / ホウ素ー中性子線量 / 殺細胞効果 / 生存率曲線 / 指数曲線の傾き / 腫瘍血管 / コロニー形成率 / 腫瘍治癒率 / 造腫瘍性細胞率 / 腫瘍血管損傷の寄与 / 抗腫瘍効果 / 線量増殖遅延関係 / 線量細胞生存率関係 / ホウ素中性子捕獲反応線量 / 腸管上皮細胞 / 血管内皮細胞 / X線による腫瘍血管損傷 / 抗腫瘍効果への寄与の定量 / BNCTの抗腫瘍効果の利用

研究開始時の研究の概要

腫瘍細胞選択的な集積能を持つ硼素薬剤BPAを投与したマウスの腫瘍に低速中性子を照射すると中性子と硼素原子核の反応で極短飛程の極高LETが極短飛程の粒子が放出され、効果は硼素を集積した腫瘍細胞に略限定される。この効果をコロニー法で求めた細胞生存率と増殖遅延日数で調べ関係を求め、X線照射時の場合と比較する。その差を腫瘍細胞以外の腫瘍内構造、特に腫瘍血管に対する放射線の効果と見なし、定量的に評価する。斯うした研究はBNCRを利用する以外には手段がない。得られたデータはSRSやSRT時のX線一回第線量照射の効果を説明できる可能性が在る。

研究成果の概要

硼素中性子捕捉療法（BNCT）は腫瘍細胞選択的な殺細胞効果が期待されるが、抗腫瘍効果には加えて腫瘍細胞の増殖を支える血管系の損傷の寄与も大きいはずである。X線治療は効果に腫瘍細胞選択性がないので血管損傷の寄与も大きいと見なされている。研究ではBNCT基礎研究や臨床研究のデータを再解析した結果、腫瘍の治癒を得るに必要な細胞数の推定が直接的殺細胞効果で正確に行えることが分った。亦、膠芽腫のBNCTの結果の解析からも、直接的殺細胞効果で成績を合理的に説明できることが明らかになった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

BNCTの特性である抗腫瘍効果の腫瘍細胞選択的特徴が明らかになった。

研究成果

• [雑誌論文] The effects of BPA-BNCT on normal bone: determination of the CBE value in mice (2023)
  • 著者名/発表者名: Iwasaki Ryota、Yoshikawa Ryutaro、Umeno Ryo、Seki Azusa、Matsukawa Takehisa、Takeno Satoshi、Yokoyama Kazuhito、Mori Takashi、Suzuki Minoru、Ono Koji
  • 雑誌名: Journal of Radiation Research 巻: 64 号: 5 ページ: 795-803
  • DOI: 10.1093/jrr/rrad054
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Experimentally determined relative biological effectiveness of cyclotron-based epithermal neutrons designed for clinical BNCT: <i>in vitro</i> study (2023)
  • 著者名/発表者名: Hu Naonori、Suzuki Minoru、Masunaga Shin-ichiro、Kashino Genro、Kinashi Yuko、Chen Yi-Wen、Liu Yong、Uehara Koki、Mitsumoto Toshinori、Tanaka Hiroki、Ono Koji
  • 雑誌名: Journal of Radiation Research 巻: 64 号: 5 ページ: 811-815
  • DOI: 10.1093/jrr/rrad056
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The impact of TP53 status of tumor cells including the type and the concentration of administered 10B delivery agents on compound biological effectiveness in boron neutron capture therapy. (2023)
  • 著者名/発表者名: Masunaga S, Sanada Y, Takata T, Tanaka H, Sakurai Y, Suzuki M, Kirihata M, Ono K.
  • 雑誌名: Journal of Radiation Research 巻: 64(2) 号: 2 ページ: 399-411
  • DOI: 10.1093/jrr/rrad001
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Proposal of recommended experimental protocols for <i>in vitro</i> and <i>in vivo</i> evaluation methods of boron agents for neutron capture therapy (2023)
  • 著者名/発表者名: Hattori Yoshihide、Andoh Tooru、Kawabata Shinji、Hu Naonori、Michiue Hiroyuki、Nakamura Hiroyuki、Nomoto Takahiro、Suzuki Minoru、Takata Takushi、Tanaka Hiroki、Watanabe Tsubasa、Ono Koji
  • 雑誌名: Journal of Radiation Research 巻: 64 号: 6 ページ: 859-869
  • DOI: 10.1093/jrr/rrad064
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Reevaluation of CBE value of BPA for hepatocytes (2020)
  • 著者名/発表者名: Ono Koji、Tanaka Hiroki、Suzuki Minoru
  • 雑誌名: Applied Radiation and Isotopes 巻: 161 ページ: 109159-109159
  • DOI: 10.1016/j.apradiso.2020.109159
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] An attempt to improve the therapeutic effect of boron neutron capture therapy using commonly employed 10B-carriers based on analytical studies on the correlation among quiescent tumor cell characteristics, tumor heterogeneity and cancer stemness (2020)
  • 著者名/発表者名: Shin-ichiro Masunaga, Yu Sanada, Keizo Tano, Yoshinori Sakurai, Hiroki Tanaka, Takushi Takata, Minoru Suzuki, Koji Ono
  • 雑誌名: Journal of Radiation Research 巻: 61 号: 6 ページ: 876-885
  • DOI: 10.1093/jrr/rraa048
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Boron neutron capture therapy for clear cell sarcoma (2020)
  • 著者名/発表者名: Fujimoto T., Suzuki M., Sudo T., Fujita I., Sakuma T., Sakurai Y., Hirose T., Morishita M., Takata T., Tamari Y., Tanaka Hi., Ando T., Kawamoto T., Hara H., Fukase N., Kawakami Y., Shigemoto R., Matsumoto T., Ichikawa H., Ono K., Kuroda R. yosuke、Akisue Toshihiro
  • 雑誌名: Applied Radiation and Isotopes 巻: 166 ページ: 109324-109324
  • DOI: 10.1016/j.apradiso.2020.109324
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Boron neutron capture therapy for head and neck cancer: Relevance of nuclear-cytoplasmic volume ratio and anti-tumor effect. -A preliminary report- (2020)
  • 著者名/発表者名: Teruhito Aihara, Junichi Hiratsuka, Nobuhiko Kamitani, Hirotake Nishimura, Koji Ono
  • 雑誌名: Applied Radiation and Isotopes 巻: 163 ページ: 109212-109212
  • DOI: 10.1016/j.apradiso.2020.109212
  • 査読あり
• [雑誌論文] Single-dose toxicity study by intra-arterial injection of 10BSH entrapped water-in-oil-in-water emulsion for boron neutron capture therapy to hepatocellular carcinoma (2020)
  • 著者名/発表者名: H. Yanagie, M. Yanagawa, T. Higuchi, N. Dewi, Y. Nonaka, A. Shinohara, T. Matsukawa, K. Yokoyama, M. Suzuki, S. Masunaga, Y. Sakurai, H. Tanaka, K. Ono, H. Yamauchi, M. Ono, J. Nakajima, S. Higashi, H. Takahashi
  • 雑誌名: Applied Radiation and Isotopes 巻: 163 ページ: 109202-109202
  • DOI: 10.1016/j.apradiso.2020.109202
  • 査読あり / オープンアクセス