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低線量、低濃度における低分子有機化合物の放射線応答に関する基礎的研究

研究課題

研究課題/領域番号 19K22609
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分52:内科学一般およびその関連分野
研究機関早稲田大学 (2021)
国立研究開発法人産業技術総合研究所 (2019-2020)

研究代表者

高橋 淳子  早稲田大学, 理工学術院(情報生産システム研究科・センター), 教授(任期付) (80415702)

研究分担者 岩橋 均  岐阜大学, 応用生物科学部, 教授 (60356540)
研究期間 (年度) 2019-06-28 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2021年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2020年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2019年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード放射線増感 / 放射線応答 / 有機化合物 / プロトポルフィリン / 活性酸素 / スパーオキシド / OHラジカル / ジヒドロエチジウム(DHE) / スーパーオキシド / ジヒドロエチジウム(DHE) / 放射線治療 / 放射線増感剤
研究開始時の研究の概要

低分子有機化合物の放射線応答性に関する詳細なデータを蓄積、体系化して、放射線応答性の理解を深める。これにより、これまで着目されなかった低濃度、低線量における低分子有機化合物の放射線応答を利用した放射線増感剤の可能性を示す。将来的には、現在の放射線治療効果を凌駕する放射線力学療法の開発につなげる。

研究成果の概要

5-アミノレブリン酸投与によりがん細胞に選択的に蓄積するプロトポルフィリンIX(PpIX)が、X線照射による活性酸素の生成を増強し、放射線治療における放射線増感剤として機能することをこれまでに明らかにした。本課題では、PpIX以外の低分子有機化合物の放射線応答性を調べるために、活性酸素生成を指標とした放射線応答評価系の妥当性の検証、増感剤候補物質の放射線応答性および細胞障害性の評価、生体分子であるDNA障害性の評価等を行った。その結果、様々な種類の有機化合物が放射線応答性を示し、放射線増感作用を有することが判明した。また、有機化合物の放射線応答性は分子構造が関係することが示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

PpIXは分子量563の低分子有機化合物であり、放射線吸収の小さい有機化合物の存在により、放射線の活性酸素生成能が増強されること、またその物理化学的な反応メカニズムに関しては、これまでにほとんど知られていない。低分子有機化合物の放射線応答性に関する詳細なデータを蓄積し、それを体系化して、放射線応答性の理解を深めることは、これまで着目されなかった低濃度、低線量における低分子有機化合物の応答に関する新規の学術分野の開拓につながる。いかなる高精度な放射線治療装置でも細胞レベルでの照射は困難であり、がん細胞選択性を有する放射線増感剤の開発は現在の放射線治療を凌駕する新規放射線治療法の実用化につながる。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 7件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (4件) (うち招待講演 2件) 産業財産権 (1件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] In Vivo Study of the Efficacy and Safety of 5-Aminolevulinic Radiodynamic Therapy for Glioblastoma Fractionated Radiotherapy2021

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Junko、Nagasawa Shinsuke、Doi Motomichi、Takahashi Masamichi、Narita Yoshitaka、Yamamoto Junkoh、Ikemoto Mitsushi J.、Iwahashi Hitoshi
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 22 号: 18 ページ: 9762-9762

    • DOI

      10.3390/ijms22189762

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Why Concurrent CDDP and Radiotherapy Has Synergistic Antitumor Effects: A Review of In Vitro Experimental and Clinical-Based Studies2021

    • 著者名/発表者名
      Nagasawa Shinsuke、Takahashi Junko、Suzuki Gen、Hideya Yamazaki、Yamada Kei
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 22 号: 6 ページ: 3140-3140

    • DOI

      10.3390/ijms22063140

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 新たな放射線治療法開発の取り組み:放射線力学療法(Radiodynamic Therapy)2021

    • 著者名/発表者名
      高橋淳子
    • 雑誌名

      光アライアンス

      巻: 1 ページ: 7-11

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Immunostimulatory Effects of Radiotherapy for Local and Systemic Control of Melanoma: A Review2020

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Junko、Nagasawa Shinsuke
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 21 号: 23 ページ: 9324-9324

    • DOI

      10.3390/ijms21239324

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] DNA Strand Break Properties of Protoporphyrin IX by X-ray Irradiation against Melanoma2020

    • 著者名/発表者名
      Hasegawa Takema、Takahashi Junko、Nagasawa Shinsuke、Doi Motomichi、Moriyama Akihiro、Iwahashi Hitoshi
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 21 号: 7 ページ: 2302-2302

    • DOI

      10.3390/ijms21072302

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Screening of X-ray responsive substances for the next generation of radiosensitizers2019

    • 著者名/発表者名
      Moriyama Akihiro、Hasegawa Takema、Jiang Lei、Iwahashi Hitoshi、Mori Takashi、Takahashi Junko
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 号: 1 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1038/s41598-019-54649-2

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Bayesian inference for three-dimensional helical reconstruction using soft-body model.2019

    • 著者名/発表者名
      3.M.Ohashi, S.Maeda, C.Sato
    • 雑誌名

      Physical Review E

      巻: 100 号: 20 ページ: 1-9

    • DOI

      10.3390/ijms20205155

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Relationship between flavonoid structure and reactive oxygen species generation upon ultraviolet and X-ray irradiation2019

    • 著者名/発表者名
      Jiang Lei、Yanase Emiko、Mori Takashi、Kurata Kanae、Toyama Michiru、Tsuchiya Ayaka、Yamauchi Kosei、Mitsunaga Tohru、Iwahashi Hitoshi、Takahashi Junko
    • 雑誌名

      Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry

      巻: 384 ページ: 112044-112044

    • DOI

      10.1016/j.jphotochem.2019.112044

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 5-アミノレブリン酸を用いる放射線力学療法(Radiodynamic Therapy)の可能性2020

    • 著者名/発表者名
      高橋淳子
    • 学会等名
      第41回 日本レーザー医学会総会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 黒色腫脳転移モデルマウスを用いた5-ALA放射線力学療法の検証2020

    • 著者名/発表者名
      高橋 淳子, 長澤 慎介
    • 学会等名
      日本放射線腫瘍学会第33回学術大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 新たな放射線治療法開発の取り組みー放射線力学療法(Radiodynamic Therapy)2019

    • 著者名/発表者名
      高橋淳子
    • 学会等名
      第40回レーザー医学会総会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 放射線治療用増感剤開発のためのX線反応性物質の大規模スクリーニング2019

    • 著者名/発表者名
      高橋淳子、他
    • 学会等名
      日本放射線影響学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [産業財産権] 放射線増感剤2019

    • 発明者名
      Junko Takahashi et al,
    • 権利者名
      Junko Takahashi et al,
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 外国

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公開日: 2019-07-04   更新日: 2023-01-30  

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