メタルナノ粒子を吸着した薬剤溶出性ビーズによる新規放射線増感療法の基礎的検討

• 研究課題/領域番号: 19K21285
• 補助金の研究課題番号: 18H06179 (2018)
• 研究種目: 研究活動スタート支援
• 配分区分: 基金 (2019); 補助金 (2018)
• 審査区分: 0901:腫瘍学およびその関連分野
• 研究機関: 神戸大学
• 研究代表者: 窪田 光 神戸大学, 医学部附属病院, 医員 (60824208)
• 研究期間 (年度): 2018-08-24 – 2020-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2019年度)
• 配分額: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円); 2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: 過酸化チタンナノ粒子 / ドラッグデリバリー / 薬剤溶出性ビーズ / ドラッグデリバリーシステム / ヘパスフィア / 放射線増感剤 / ROS / 放射線治療

研究開始時の研究の概要

過酸化チタンナノ粒子は新規の放射線増感剤として注目され、我々の先行研究で国際特許を取得している。過酸化チタンナノ粒子の臨床応用への大きな課題はドラッグデリバリーである。過酸化チタンナノ粒子が癌細胞に到達すれば強力な放射線増感作用を発揮するが、現況では到達が困難であり、臨床応用がなされていない。この問題を解決するため薬剤溶出性ビーズ（ヘパスフィア）に吸着した過酸化チタンナノ粒子をIVRの手法を用いて経動脈的に投与する新たな放射線増感療法を提案し、基礎から臨床応用に向けた橋渡し研究を行う。

研究成果の概要

本研究では、過酸化チタンナノ粒子と薬剤溶出性ビーズを用いて、そのドラッグデリバリーシステム（DDS）や放射線増感効果を中心に検討した。Cell-free系では、薬剤溶出性ビーズへのチタンナノ粒子の吸着が確認できた。Xenograft腫瘍では過酸化チタンナノ粒子単独と比較して、薬剤溶出性ビーズを用いることで、薬剤投与から照射まで3日間の間隔を設た場合にも腫瘍増殖抑制効果が得られた。これらの結果は過酸化チタンナノ粒子が薬剤溶出性ビーズから徐放されることで、抗腫瘍効果が長く維持される事が考えられた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

過酸化チタンナノ粒子はROSの産生を介して強力な放射線増感効果を持ち、難治癌に対する治療戦略の中で有望な候補物質である一方で腫瘍への集積に問題があった。本研究において薬剤溶出性ビーズを併用することで投与局所に残存する過酸化チタンナノ粒子が増加し、より長期間の放射線増感効果が得られることが示唆された。通常、放射線治療は長期間を要するため、併用療法が有用となる可能性が示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] Predicting the survival of patients with bone metastases treated with radiation therapy: a validation study of the Katagiri scoring system (2019)
  • 著者名/発表者名: Kubota Hikaru、Soejima Toshinori、Sulaiman Nor Shazrina、Sekii Shuhei、Matsumoto Yoko、Ota Yosuke、Tsujino Kayoko、Fujita Ikuo、Fujimoto Takuya、Morishita Masayuki、Ikegaki Junichi、Matsumoto Koji、Sasaki Ryohei
  • 雑誌名: Radiation Oncology 巻: 14(1) 号: 1 ページ: 13-13
  • DOI: 10.1186/s13014-019-1218-z
  • NAID: 120006552886
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Comparison of salvage therapies for isolated para-aortic lymph node recurrence in patients with uterine cervical cancer after definitive treatment (2019)
  • 著者名/発表者名: Kubota Hikaru、Tsujino Kayoko、Sulaiman Nor Shazrina、Sekii Shuhei、Matsumoto Yoko、Ota Yosuke、Soejima Toshinori、Yamaguchi Satoshi、Sasaki Ryohei
  • 雑誌名: Radiation Oncology 巻: 14 号: 1 ページ: 236-244
  • DOI: 10.1186/s13014-019-1442-6
  • NAID: 120006796523
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Prospective observational study on the safety of an original fiducial marker insertion for radiotherapy in gynecological cancer by a simple method (2019)
  • 著者名/発表者名: Sekii Shuhei、Tsujino Kayoko、Kubota Hikaru、Yamaguchi Satoshi、Kosaka Kengo、Miyazaki Shuichiro、Sulaiman Nor Shazrina、Matsumoto Yoko、Ota Yosuke、Soejima Toshinori、Sasaki Ryohei
  • 雑誌名: Journal of Radiation Research 巻: 60 号: 6 ページ: 844-848
  • DOI: 10.1093/jrr/rrz070
  • 査読あり
• [雑誌論文] Investigation of the potential of using TiO2 nanoparticles as a contrast agent in computed tomography and magnetic resonance imaging (2019)
  • 著者名/発表者名: Akasaka H, Mukumoto N, Nakayama M, Wang TY, Yada R, Shimizu Y, Inubushi S, Kyotani K, Okumura K, Miyamoto M, Nakaoka A, Morita K, Nishimura Y, Ogino C, Sasaki R
  • 雑誌名: Applied Nanoscience 巻: 02 July 号: 8 ページ: 1-6
  • DOI: 10.1007/s13204-019-01098-y
  • NAID: 120006886624
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Inversely designed, 3D-printed personalized template-guided interstitial brachytherapy for vaginal tumors (2018)
  • 著者名/発表者名: Sekii Shuhei、Tsujino Kayoko、Kosaka Kengo、Yamaguchi Satoshi、Kubota Hikaru、Matsumoto Yoko、Ota Yosuke、Sasaki Ryohei、Soejima Toshinori
  • 雑誌名: Journal of Contemporary Brachytherapy 巻: 10 号: 5 ページ: 470-477
  • DOI: 10.5114/jcb.2018.78832
  • NAID: 120006540095
  • 査読あり
• [学会発表] Assessment of National Patterns of Practice for Postoperative Radiation Therapy in Patients with Long Bone Metastases (2019)
  • 著者名/発表者名: Hikaru Kubota, Naoki Nakamura, Naoto Shikama, Ayako Tonari, Hitoshi Wada, Hideyuki Harada, Hisayasu Nagakura, Joichi Heianna, Miwako Nozaki, Masao Tago, Masato Fushiki, Nobue Uchida, Norio Araki, Shuhei Sekii, Takashi Kosugi, Takeo Takahashi, Terufumi Kawamoto, Tetsuo Saito, Kazunari Yamada
  • 学会等名: 61th ASTRO Annual Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] 頭頸部癌に対する放射線治療後の放射線性顎骨壊死の発生率および危険因子の検討 (2019)
  • 著者名/発表者名: 窪田 光、宮脇 大輔、妹尾 悟史、川口 弘毅、西川 遼、石原 武明、吉田 賢史、岸本 恵美、明石 昌也、清田 尚臣、大月 直樹、丹生 健一、佐々木 良平
  • 学会等名: 第32回日本放射線腫瘍学会
• [学会発表] エクソソームPDL1による非小細胞肺癌に対する免疫放射線治療のバイオマーカーに関するfeasibility study (2019)
  • 著者名/発表者名: 窪田光、藤田佳子、石原武明、妹尾悟史、川口弘毅、西川遼、宮脇大輔、吉田賢史、立原素子、馬屋原博、秦明登、佐々木良平
  • 学会等名: 第44回神戸放射線腫瘍懇話会
• [学会発表] 木村氏病３例に対する放射線治療の経験 (2018)
  • 著者名/発表者名: 妹尾 悟史、宮脇 大輔、吉田 賢史、石原 武明、西川 遼、井上 由子、窪田 光、佐々木 香織、佐々木 良平
  • 学会等名: 第319回公益社団日本医学放射線学会関西地方会(第391回レントゲンアーベント)
• [学会発表] 頭頸部癌に対する根治放射線治療後の放射線性顎骨壊死に関する臨床的検討 (2018)
  • 著者名/発表者名: 窪田光、宮脇大輔、岸本恵美、明石昌也、中岡藍、戴云涛、椋本成俊、石原武明、吉田賢史、佐々木良平
  • 学会等名: 第43回神戸放射線腫瘍懇話会
• [学会発表] 稀な松果体乳頭状腫瘍に対して放射線治療を施行した症例 (2018)
  • 著者名/発表者名: 立花 美保、石原 武明、佐々木 香織、妹尾 悟史、窪田 光、井上 由子、川口 弘毅、西川 遼、宮脇 大輔、吉田 賢史、佐々木 良平、田中 一寛、篠山 隆司
  • 学会等名: 第321回公益社団日本医学放射線学会関西地方会(第391回レントゲンアーベント)
• [学会発表] 巨大腫瘤を呈した進行外陰癌3例に対する放射線治療の経験 (2018)
  • 著者名/発表者名: 井上 由子、吉田 賢史、宮脇 大輔、石原 武明、西川 遼、川口弘毅、窪田光、妹尾 悟史、佐々木香織、蝦名康彦、佐々木 良平
  • 学会等名: 日本放射線腫瘍学会第31回学術大会
• [学会発表] Prospective study on safety of home-made marker; insertion for gynecological cancer by unique method. (2018)
  • 著者名/発表者名: Shuhei Sekii, Kayoko Tsujino, Hikaru Kubota, Youko Matsumoto, Yosuke Ota, Toshinori Soejima
  • 学会等名: ESTRO37
  • 国際学会
• [学会発表] Clinical Outcome of the Recurrence of Uterine Cervical Cancer in Isolated Para-aortic Lymph Node after definitive treatment (2018)
  • 著者名/発表者名: Hikaru Kubota, Kayoko Tsujino, NS. Sulaiman, Shuhei Sekii, Youko Matsumoto, Yosuke Ota, S. Yamaguchi
  • 学会等名: ASTRO's 60th Annual Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] 免疫チェックポイント阻害剤併用緩和照射の安全性 (2018)
  • 著者名/発表者名: 太田 陽介、窪田 光、関井 修平、松本 葉子、副島 俊典、辻野 佳世子
  • 学会等名: 日本癌治療学会学術集会