核酸会合体によるセラノスティクスへの応用

• 研究課題/領域番号: 19K16871
• 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: 香川大学
• 研究代表者: 栗原 亮介 香川大学, 医学部, 助教 (20713233)
• 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: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2019年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
• キーワード: 核酸会合体 / 核酸 / 会合体 / 両親媒性核酸 / 癌 / セラノスティックス / 光熱療法 / 光線力学療法

研究開始時の研究の概要

本研究では、光照射によって蛍光し且つ熱および活性酸素を発生させる化合物と、細胞を熱や活性酸素から守る機能を弱めることができる核酸からなる両親媒性（水に溶ける部分と油に溶ける部分の両方を持つ）核酸を作製し、癌の診断と治療の両方を可能にする新規材料の開発を目的としている。両親媒性核酸を取り込んだ癌細胞に光照射すると、細胞内からの蛍光により場所を特定することができ、また同時に熱と活性酸素が発生するため細胞を殺すことができる。さらに、両親媒性核酸の核酸の部分が細胞を熱や活性酸素から守る機能を弱めるため、より効果的に癌細胞を殺すことができると期待される。

研究成果の概要

本研究では、疎水性（油に溶けやすい）である蛍光色素と、親水性（水に溶けやすい）である核酸を結合させた両親媒性（水と油の両方に溶ける）核酸で形成させた核酸会合体を用いて、腫瘍部のイメージングと治療を同時におこなう新規材料の作製を試みた。一般的に疎水性蛍光色素は血液に溶けづらくまた化学修飾されていない核酸もそのままでは血中での安定性が乏しく細胞内へ導入させることが難しい。しかし、両親媒性核酸として会合体を形成させることで、これらの問題点を改善することができると期待される。その結果、両親媒性核酸が会合体を形成し細胞内へ入り、核酸が細胞内で機能することを確認した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

セラノスティクスは、診断と治療を同時に行うことで、病気の早期発見と即時治療を可能にし、患者の負担を軽減しながら治療効果を向上させる。本研究では、蛍光色素でイメージングし、核酸医薬で治療を行うセラノスティクス材料の開発を試みた。保護されていない核酸医薬は血中で不安定であり、また細胞内への導入が難しい。しかし、蛍光色素と核酸からなる両親媒性核酸で会合体を形成させることでこの問題点を改善し、セラノスティクス材料としての可能性を示唆した。