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脳腫瘍に対するBNCT用ホウ素薬剤の脳脊髄液内投与法に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 19K16412
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分47060:医療薬学関連
研究機関大阪大学

研究代表者

日下 祐江  大阪大学, 大学院工学研究科, 技術職員 (30781314)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
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: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワードホウ素中性子捕捉(BNCT) / 脳脊髄液 / ホウ素薬剤 / 脳腫瘍 / Drug delivery system / 質量分析イメージング / ホウ素中性子捕捉療法(BNCT) / 血液脳関門 / 脳脊髄液内投与 / Drug Delivery System / BNCT / ドラッグデリバリーシステム
研究開始時の研究の概要

現在、放射線被ばくが少ない放射線治療法として、ホウ素中性子捕捉療法( Boron Neutron Capture Therapy ( BNCT ))が注目されている。この治療法が成功する鍵は、ホウ素薬剤が腫瘍細胞に選択的にかつ高濃度に集積することである。しかし高濃度で投与できる腫瘍選択性ホウ素薬剤の開発は非常に難しい。これを解決するため、肝臓腫瘍では、近位の動脈に投与する、新たな薬物輸送システムが研究されている。しかし脳腫瘍の場合、血液脳関門の存在によりその開発は遅れている。本研究では、脳腫瘍に対する新たな薬物輸送システムとして、脳脊髄液内投与法を提案し、その有用性を検討することを目的とする。

研究成果の概要

本研究では、ホウ素中性子捕捉療法の脳腫瘍患者へ向けた、新しいホウ素薬剤投与法として提案している「ホウ素脳脊髄液投与法」が、血管投与法と比べて優位であるかを評価した。ラットへのBoronophenylalanine(BPA)の脳脊髄液投与では、血管投与に比べて、1/10以下の投与量にもかかわらず、脳内のホウ素濃度を高めることがわかった。また、MADI質量分析イメージングを用いた脳内のBPA分布画像を得る技術を確立し、約1cm角イメージ、60μm 空間分解能をイメージングする技術の開発に成功した。このイメージング技術を利用して、脳脊髄液投与におけるBPAの脳腫瘍細胞選択性を証明した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ホウ素中性子捕捉療法では、ホウ素の腫瘍細胞での高濃度蓄積と腫瘍細胞選択性が求めらる。ホウ素脳脊髄液投与法は、血管投与法と比べ、投与量がはるかに少ないにも関わらず、脳内のホウ素濃度を高めたことは、この投与法により薬物の毒性のリスクとコストを抑えることができると考えている。また本研究で開発した質量分析イメージングによるラット脳内のboronophenylalanine (BPA)の分布を示す細胞レベルでのイメージングは、ホウ素中性子捕捉療法の薬剤開発などにおけるさらなる発展に貢献できると考えている。脳脊髄液投与法は、さらに中性子照射場で実験動物による実証実験を重ね、人の臨床へと繋げていきたい。

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2022 2020

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 3件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Matrix-Assisted Laser Desorption/Ionization (MALDI) Mass Spectrometry Imaging of L-4-Phenylalanineboronic Acid (BPA) in a Brain Tumor Model Rat for Boron Neutron Capture Therapy (BNCT)2022

    • 著者名/発表者名
      Miyake Yumi、Kusaka Sachie、Murata Isao、Toyoda Michisato
    • 雑誌名

      Mass Spectrometry

      巻: 11 号: 1 ページ: A0105-A0105

    • DOI

      10.5702/massspectrometry.A0105

    • ISSN
      2186-5116, 2187-137X
    • 年月日
      2022-12-20
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cerebrospinal fluid-based boron delivery system may help increase the uptake boron for boron neutron capture therapy in veterinary medicine: A preliminary study with normal rat brain cells2022

    • 著者名/発表者名
      Kusaka Sachie、Morizane Yuri、Tokumaru Yugo、Tamaki Shingo、Maemunah Indah Rosidah、Akiyama Yoko、Sato Fuminobu、Murata Isao
    • 雑誌名

      Research in Veterinary Science

      巻: 148 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1016/j.rvsc.2022.04.008

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Boron Delivery to Brain Cells via Cerebrospinal Fluid (CSF) Circulation for BNCT in a Rat Melanoma Model2022

    • 著者名/発表者名
      Kusaka Sachie、Morizane Yuri、Tokumaru Yugo、Tamaki Shingo、Maemunah Indah Rosidah、Akiyama Yoko、Sato Fuminobu、Murata Isao
    • 雑誌名

      Biology

      巻: 11 号: 3 ページ: 397-397

    • DOI

      10.3390/biology11030397

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Boron Delivery to Brain Cells via Cerebrospinal Fluid (CSF) Circulation in BNCT of Brain-Tumor-Model Rats -Ex Vivo Imaging of BPA Using MALDI Mass Spectrometry Imaging-2022

    • 著者名/発表者名
      Kusaka Sachie、Miyake Yumi、Tokumaru Yugo、Morizane Yuri、Tamaki Shingo、Akiyama Yoko、Sato Fuminobu、Murata Isao
    • 雑誌名

      Life

      巻: 12 号: 11 ページ: 1786-1786

    • DOI

      10.3390/life12111786

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] BNCT用ホウ素薬剤のための脳脊髄液を介した 脳細胞への新たなアプローチ2022

    • 著者名/発表者名
      日下 祐江、村田 勲
    • 雑誌名

      Precision Medicine

      巻: 5 ページ: 67-72

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] 脳腫瘍に対するBNCT 用ホウ素薬剤の 脳脊髄液内投与法2020

    • 著者名/発表者名
      日下 祐江・村田 勲
    • 雑誌名

      Medical Science Digest

      巻: 46(8) ページ: 62-64

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] ラットの脳室内灌流法によるBNCT用ホウ素薬剤の 脳脊髄液中濃度変化2020

    • 著者名/発表者名
      日下 祐江・村田 勲
    • 雑誌名

      Precision Medicine

      巻: 3(13) ページ: 79-83

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Pharmacological investigation based on ex vivo imaging of the boron-uptake in rat brain tumor model for boron neutron capture therapy2022

    • 著者名/発表者名
      Sachie Kusaka, Yumi Miyake, Yugo Tokumaru, Yuri Morizane, Shingo Tamaki, Yoko Akiyama, Fuminobu Sato, Isao Murata
    • 学会等名
      Veterinary Cancer Society annual conference 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Boron delivery using cerebrospinal fluid (CSF) circulation to brain cells in brain tumor model rats for BNCT -Ex vivo imaging of BPA using MALDI mass spectrometry imaging-2022

    • 著者名/発表者名
      Sachie Kusaka, Yumi Miyake, Yugo Tokumaru, Yuri Morizane, Shingo Tamaki, Yoko Akiyama, Fuminobu Sato, Isao Murata
    • 学会等名
      Young Researchers BNCT meeting
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fundamental Study on T/N Ratio Determination by Ex-vivo Micro-imaging of BPA with a Brain Tumor Model Rat for BNCT-Differences in ionization efficiency between tumor and normal tissues with MALDI-MSI-2022

    • 著者名/発表者名
      Yugo Tokumaru, Sachie Kusaka, Yumi Miyake, Yoko Akiyama, Fuminobu Sato, Isao Murata
    • 学会等名
      Young Researchers BNCT meeting
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] BNCTにおけるラットの脳腫瘍に対するホウ素脳脊髄液内投与法の検討2020

    • 著者名/発表者名
      日下 祐江
    • 学会等名
      獣医学BNCTシンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [産業財産権] 質量分析イメージング法2022

    • 発明者名
      三宅ゆみ、豊田岐聡、日下祐江、村田勲
    • 権利者名
      三宅ゆみ、豊田岐聡、日下祐江、村田勲
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

URL: 

公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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