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膵臓がん患者に対する金カプシドの光学特性を利用した新規診断・治療法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 19K16854
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分50020:腫瘍診断および治療学関連
研究機関筑波大学

研究代表者

黒川 宏美  筑波大学, 藻類バイオマス・エネルギーシステム開発研究センター, 主任研究員 (30791496)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2020年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2019年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード金粒子 / ポルフィリン / 表面プラズモン現象 / がん特異的 / 金カプシド / 膵臓がん / フォトアコースティックイメージング / セラノスティックス / 表面プラズモン共鳴現象
研究開始時の研究の概要

金結合E型肝炎ウイルスナノカプシドと近赤外光を組み合わせた新規がんセラノスティックスの実現を目指す。各種がんにおいて膵臓がんは予後が非常に悪いことが知られている。この問題を解決するため、表面に膵臓がん特異的な修飾を施した金カプシドを用いる。金カプシドは近赤外光を用いて励起し、光音響効果により発生した超音波からがん領域を診断する。膵臓がんが発見された場合、さらなる近赤外光照射で発生する表面プラズモン共鳴から生成されるラジカルおよび熱を利用して膵臓がんの傷害を目指す。E型肝炎ウイルスを用いるため経口投与が可能であること、金カプシドが近赤外光で励起するため深部組織の診断・治療が行える利点を有する。

研究成果の概要

癌は本邦の死因の一位であり、未だ根治が困難な疾病である。治療法の一つに化学療法がある。多くの抗がん剤はがん特異性はなく正常組織に副作用を及ぼす。放射線療法に関しても正常組織への曝露は防ぐことができず、よりがん選択的な治療法が求められている。がん選択的な治療法を開発すべく、申請者はポルフィリン修飾金ナノ粒子(Au-HpD)を着想した。金は特定波長を照射することで熱やラジカルを発生することができ、これにより組織を傷害できる。ポルフィリンはがん選択的な集積があり、Au-HpDを用いることでがん選択的な傷害が期待できると考えた。実際Au-HpDはがん特異的な集積、傷害効果があることが分かった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

金はインプラント等として治療に使用されており、ポルフィリンも光線力学療法で使用されていることから、これらを組み合わせたAu-HpDの安全性は極めて高く、臨床応用可能だと考える。Au-HpDはがん特異的な治療が可能であること、さらに表面プラズモン現象を生じるための波長は870 nmと近赤外光であることから、深部がんに対しても応用できる可能性が高い。深部がんに対するがん選択的な治療法は限られており、本研究の有用性が動物レベルで確認できれば新規治療法になりうる。

報告書

(3件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Free radical degradation in aqueous solution by blowing hydrogen and carbon dioxide nanobubbles2021

    • 著者名/発表者名
      Fujita Toyohisa、Kurokawa Hiromi、Han Zhenyao、Zhou Yali、Matsui Hirofumi、Ponou Josiane、Dodbiba Gjergj、He Chunlin、Wei Yuezou
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 11 号: 1

    • DOI

      10.1038/s41598-021-82717-z

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] The cytotoxicity of cyclophosphamide is enhanced in combination with monascus pigment2021

    • 著者名/発表者名
      Kurokawa H, Taninaka A, Shigekawa H and Matsui H
    • 雑誌名

      Journal of Clinical Biochemistry and Nutrition

      巻: 未定

    • NAID

      130008082417

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] ミトコンドリア由来活性酸素と光線力学療法2021

    • 著者名/発表者名
      1.黒川宏美、松井裕史
    • 雑誌名

      光アライアンス

      巻: 未定

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] Elevated Production of Mitochondrial Reactive Oxygen Species via Hyperthermia Enhanced Cytotoxic Effect of Doxorubicin in Human Breast Cancer Cell Lines MDA-MB-453 and MCF-72020

    • 著者名/発表者名
      Terasaki Azusa、Kurokawa Hiromi、Ito Hiromu、Komatsu Yoshiki、Matano Daisuke、Terasaki Masahiko、Bando Hiroko、Hara Hisato、Matsui Hirofumi
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 21 号: 24 ページ: 9522-9522

    • DOI

      10.3390/ijms21249522

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Mitochondrial reactive oxygen species and heme, non-heme iron metabolism2020

    • 著者名/発表者名
      Ito Hiromu、Kurokawa Hiromi、Matsui Hirofumi
    • 雑誌名

      Archives of Biochemistry and Biophysics

      巻: 700 ページ: 108695-108695

    • DOI

      10.1016/j.abb.2020.108695

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 光線力学療法により生じるガン細胞の局所弾性率変化のAFM観察2020

    • 著者名/発表者名
      名越優、谷中淳、宇賀神駿太、黒川宏美、武内修、松井裕史、重川秀実
    • 学会等名
      2020年日本表面真空学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Porphylipoproteinのがん特異的PDT効果と胆管がんに対するPDT効果のin vitro/ in vivo検証2020

    • 著者名/発表者名
      黒川宏美、宇賀神俊太、谷中淳、重川秀実、松井裕史黒川宏美、宇賀神俊太、谷中淳、重川秀実、松井裕史黒川宏美、宇賀神俊太、谷中淳、重川秀実、松井裕史黒川宏美、宇賀神俊太、谷中淳、重川秀実、松井裕史
    • 学会等名
      LASER WEEK IN KOCHI
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 細胞の弾性率マップを用いた光線力学療法における局所効果の可視化2020

    • 著者名/発表者名
      谷中淳、黒川宏美、宇賀神駿太、斎藤浩太郎、名越優、武内修、松井裕史、重川秀実
    • 学会等名
      LASER WEEK IN KOCHI
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2022-01-27  

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