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リピッドバブルとMRIガイド経頭蓋超音波による血液脳関門開口と脳内薬物送達

研究課題

研究課題/領域番号 20H04554
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分90130:医用システム関連
研究機関帝京大学

研究代表者

丸山 一雄  帝京大学, 薬学部, 特任教授 (30130040)

研究分担者 吉田 道春  長崎大学, 医歯薬学総合研究科(医学系), 客員研究員 (00795437)
梅村 晋一郎  東北大学, 医工学研究科, 学術研究員 (20402787)
吉澤 晋  東北大学, 工学研究科, 教授 (30455802)
小俣 大樹  帝京大学, 薬学部, 講師 (80803113)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2022年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2021年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2020年度: 7,150千円 (直接経費: 5,500千円、間接経費: 1,650千円)
キーワード血液脳関門 / マイクロバブル / 超音波 / 認知症 / アルツハイマー病 / パーキンソン病 / 脳腫瘍 / LNP / DDS / BBBオープニング / 癌治療 / 血液脳関門開口
研究開始時の研究の概要

脳には血液と脳実質の間の物質移行を厳密に制御する血液脳関門(BBB)が存在するため、薬物による脳疾患治療に大きな障壁となっている。リピッドバブル(LB)と220kHz、500kHz経頭蓋集束超音波装置(FUS)を用いて、可逆的なBBB開口による脳内薬物送達の基礎実験を行う。正常ラットについてLBを静注後、頭部に220kHzまたは500kHz FUSを照射してBBB開口の効果と安全性をLB量、超音波パラメータを振って検討する。悪性神経膠腫F98細胞株移植ラットに対してテモゾロミドを静注後、LBを静注して220kHzまたは500kHz FUSを照射し、腫瘍内薬物濃度および抗腫瘍効果を評価する。

研究成果の概要

リピッドバブル(LB)と集束超音波を用いた血液脳関門開口による脳への薬物送達技術(BUS-DDS)の有用性を検討した。Glioma261脳腫瘍モデルマウスに対して、DOXILとLBを尾静注後、腫瘍移植部位に向けて経頭蓋BUS-DDS(1 MHz、0.4 MPa、2 min)を2日おきに合計3回の治療を行ったところ有意に生存期間が延長した。ルシフェラーゼ発現mRNA-LNPとZsGreen1 mRNA-LNPのBUS-DDSを検討したところ、脳実質内に高いルシフェラーゼ発現と、3次元薬物動態解析から血管内皮細胞およびグリア細胞でZsGreenの発現亢進が認められた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

リピッドバブル(LB)と集束超音波を用いた血液脳関門開口による脳への薬物送達技術(BUS-DDS)によって、認知症、アルツハイマー病、パーキンソン病に対して、抗体、ADC、核酸治療薬や核酸治療薬-LNPの脳内送達が可能になった。LBのGMP製造と非臨床試験を早急に進め、LBの安全性を確立し、医師主導によって、ヒトに対して、TBとMRIガイド経頭蓋超音波治療機(tFUS)によるBUS-DDSの治療研究を進める必要がある。米国で超音波造影剤DefinityとtFUSによる治療研究が進められているが、日本においてDfinityをLBに置き換えて進めることが可能になった。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (11件) (うち招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Focused ultrasound/microbubbles-assisted BBB opening enhances LNP-mediated mRNA delivery to brain2022

    • 著者名/発表者名
      Ogawa Koki、Kato Naoya、Yoshida Michiharu、Hiu Takeshi、Matsuo Takayuki、Mizukami Shusaku、Omata Daiki、Suzuki Ryo、Maruyama Kazuo、Mukai Hidefumi、Kawakami Shigeru
    • 雑誌名

      Journal of Controlled Release

      巻: 348 ページ: 34

    • DOI

      10.1016/j.jconrel.2022.05.042

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Effect of lipid shell composition in DSPG-based microbubbles on blood flow imaging with ultrasonography2020

    • 著者名/発表者名
      Maruyama Tamotsu、Sugii Mutsumi、Omata Daiki、Unga Johan、Shima Tadamitsu、Munakata Lisa、Kageyama Saori、Hagiwara Fumiko、Suzuki Yuno、Maruyama Kazuo、Suzuki Ryo
    • 雑誌名

      International Journal of Pharmaceutics

      巻: 590 ページ: 119886-119886

    • DOI

      10.1016/j.ijpharm.2020.119886

    • 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] Scale-up production, characterization and toxicity of a freeze-dried lipid-stabilized microbubble formulation for ultrasound imaging and therapy2020

    • 著者名/発表者名
      Unga Johan、Kageyama Saori、Suzuki Ryo、Omata Daiki、Maruyama Kazuo
    • 雑誌名

      Journal of Liposome Research

      巻: 30 号: 3 ページ: 297

    • DOI

      10.1080/08982104.2019.1649282

    • 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] Characterization of Brain-Targeted Drug Delivery Enhanced by a Combination of Lipid-Based Microbubbles and Non-Focused Ultrasound2020

    • 著者名/発表者名
      Omata Daiki、Hagiwara Fumiko、Munakata Lisa、Shima Tadamitsu、Kageyama Saori、Suzuki Yuno、Azuma Takashi、Takagi Shu、Seki Kazuhiko、Maruyama Kazuo、Suzuki Ryo
    • 雑誌名

      Journal of Pharmaceutical Sciences

      巻: 109 号: 9 ページ: 2827

    • DOI

      10.1016/j.xphs.2020.06.008

    • 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] A pilot study on efficacy of lipid bubbles for theranostics in dogs with tumors2020

    • 著者名/発表者名
      Yokoe Inoru、Murahata Yusuke、Harada Kazuki、Sunden Yuji、Omata Daiki、Unga Johan、Suzuki Ryo、Maruyama Kazuo、Okamoto Yoshiharu、Osaki Tomohiro
    • 雑誌名

      Cancers

      巻: 12 号: 9 ページ: 1

    • DOI

      10.3390/cancers12092423

    • 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] 集束超音波とマイクロバブルを併用したmRNA搭載脂質ナノ粒子の脳への送達2023

    • 著者名/発表者名
      橋本 桃、小俣大樹、宗像理紗、鈴木悠乃、田中浩揮、秋田英万、吉岡靖雄、吉澤 晋、梅村晋一郎、丸山一雄、鈴木 亮
    • 学会等名
      日本薬学会 第143年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] マイクロバブルと集束超音波を併用したドキシルによる脳腫瘍治療2022

    • 著者名/発表者名
      小俣大樹、宗像理紗、鈴木悠乃、梅村晋一郎、吉澤 晋、丸山一雄、鈴木 亮
    • 学会等名
      第31回日本バイオイメージング学会学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 脳へのmRNA送達における超音波とマイクロバブルの有用性評価2022

    • 著者名/発表者名
      橋本 桃、小俣大樹、宗像理紗、鈴木悠乃、田中浩揮、秋田英万、吉岡靖雄、吉澤 晋、梅村晋一郎、丸山一雄、鈴木 亮
    • 学会等名
      第66回 日本薬学会 関東支部大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 脳への薬物送達に向けた集束超音波照射条件の検討2021

    • 著者名/発表者名
      垣内彩実、小俣大樹、宗像理紗、萩原芙美子、鈴木悠乃、丸山保、梅村晋一朗、吉澤晋、丸山一雄、鈴木亮
    • 学会等名
      第65回 日本薬学会関東支部大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 集束超音波とマイクロバブルによるmRNA封入脂質ナノ粒子の脳内送達の研究2021

    • 著者名/発表者名
      吉田 道春、小川 昂輝、加藤 直也、日宇 健、水上 修作、小俣 大樹、鈴木 亮、丸山 一雄、川上 茂、松尾 孝之
    • 学会等名
      第39回日本脳腫瘍学会学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] リピッドバブルとヒト用経頭蓋集束超音波装置を用いたBBBオープニングによる薬物送達に関する基礎研究2020

    • 著者名/発表者名
      丸山 一雄、吉田 道春、加藤 容崇、小俣 大樹、鈴木 亮
    • 学会等名
      日本薬剤学会第35年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] リピッドバブルと経頭蓋集束超音波を用いたBBBオープニングによる薬物送達2020

    • 著者名/発表者名
      丸山 一雄、吉田 道春、加藤 容崇、小俣 大樹、鈴木 亮
    • 学会等名
      第36回日本DDS学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Enhanced drug delivery to tumor tissue with opening of tumor neovasculature by lipid bubbles and ultrasound2020

    • 著者名/発表者名
      Kazuo, Maruyama, Ryo Suzuki
    • 学会等名
      第79回日本癌学会学術総会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 脳標的薬物デリバリーに向けたマイクロバブル内包ガスの最適化2020

    • 著者名/発表者名
      小俣大樹、丸山 保、宗像理紗、影山彩織、萩原芙美子、 鈴木悠乃、丸山一雄、鈴木 亮
    • 学会等名
      第29回日本バイオイメージング学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 新規マイクロバブル製剤の開発と超音波併用による薬物送達2020

    • 著者名/発表者名
      丸山一雄、小俣大樹、鈴木 亮
    • 学会等名
      第3回日本経頭蓋MRIガイド下集束超音波治療研究会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] リピッドバブルと220kHz経頭蓋MRIガイド集束超音波を用いた血液脳関門開通の研究2020

    • 著者名/発表者名
      丸山 一雄、吉田 道春、加藤 容崇、小俣 大樹、鈴木 亮、Rachmilevitch Itay、鈴木 秀二、鎌田 一
    • 学会等名
      日本超音波医学会第93回学術集会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 帝京大学 薬学部 セラノスティクス学講座

    • URL

      https://teikyo-dds-lab1.jimdo.com

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

URL: 

公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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