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細胞に対する機械振動の付与による抗がん剤の薬効の向上

研究課題

研究課題/領域番号 20K20172
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分90110:生体医工学関連
研究機関東京女子医科大学

研究代表者

今城 哉裕  東京女子医科大学, 医学部, 博士研究員 (10866635)

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
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2020年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワードがん治療 / メカノトランスダクション / 超音波 / 振動工学
研究開始時の研究の概要

がん治療が発展しているが,抗がん剤の副作用が課題である.そこで,副作用が少ないメカノセラピーが研究されている.これは振動刺激等の機械刺激により細胞の機能を制御することで行う治療である.患部への機械刺激の付与により副作用を抑制できるが,がん治癒に直結する成果は報告されていない.そこで,抗がん剤を投与した後に患部に対して局所的に機械刺激を付与し,局所的な抗がん剤の薬効向上が可能と着想した.これを受けて,メカノセラピーと抗がん剤による治療を組み合わせた新たな医療を提案する.本研究では,In vitroで細胞に対して機械振動を付与することで細胞の機能を制御し,細胞に対する抗がん剤の薬効の向上をめざす.

研究成果の概要

この研究は機械振動によるメカノセラピーを用いて、抗がん剤の薬効を向上する新しいDDSの開発を目指しました.がん細胞の罹患部にのみ振動を付与することで薬効の向上を目指しました.kHz帯の線形機械振動を細胞に照射可能なデバイスを開発し,このデバイスを用いて特定の機械振動によって抗がん剤のマイトマイシンCによる細胞死の割合が有意に上昇することを明らかにしました.また,細胞死は機械振動単体では発生しないことを確認しました.さらに,マイトマイシンCを代謝する酵素の量が機械振動によって上昇することを確認しました.

研究成果の学術的意義や社会的意義

この研究成果は、機械振動によるメカノセラピーを用いた新しい抗がん剤のデリバリーシステム(DDS)の開発への可能性を示唆している。機械振動によって抗がん剤の薬効が向上するというコンセプトが実証され、特定の機械振動によって抗がん剤であるマイトマイシンCによって誘引される細胞死の割合が上昇することが明らかになった。この成果には、がん治療におけるDDSの有効性を高め、副作用を減らすことが期待できる社会的意義がある。また、機械振動を用いることで,あらゆる薬剤のDDSの開発の可能性を示唆しており,学術的意義も高い。

報告書

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

    (11件)

すべて 2023 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 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 2件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] UCSD(米国)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] 延世大学(韓国)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] University of Brawijaya(インドネシア)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Titanium Culture Vessel Capable of Controlling Culture Temperature for Evaluation of Cell Thermotolerance2022

    • 著者名/発表者名
      Imashiro Chikahiro、Ida Yuta、Miyata Shogo、Komotori Jun
    • 雑誌名

      MATERIALS TRANSACTIONS

      巻: 63 号: 3 ページ: 373-378

    • DOI

      10.2320/matertrans.MT-Z2021018

    • NAID

      130008163724

    • ISSN
      1345-9678, 1347-5320
    • 年月日
      2022-03-01
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quantifying cell adhesion through forces generated by acoustic streaming2022

    • 著者名/発表者名
      Imashiro Chikahiro、Mei Jiyang、Friend James、Takemura Kenjiro
    • 雑誌名

      Ultrasonics Sonochemistry

      巻: 90 ページ: 106204-106204

    • DOI

      10.1016/j.ultsonch.2022.106204

    • 関連する報告書
      2022 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] 細胞の熱耐性の検討に資する温度制御可能なチタン製培養装置の開発2021

    • 著者名/発表者名
      IMASHIRO Chikahiro、IDA Yuta、MIYATA Shogo、KOMOTORI Jun
    • 雑誌名

      材料

      巻: 70 号: 6 ページ: 479-485

    • DOI

      10.2472/jsms.70.479

    • NAID

      130008054281

    • ISSN
      0514-5163, 1880-7488
    • 年月日
      2021-06-15
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of accurate temperature regulation culture system with metallic culture vessel demonstrates different thermal cytotoxicity in cancer and normal cells2021

    • 著者名/発表者名
      Imashiro Chikahiro、Takeshita Haruka、Morikura Takashi、Miyata Shogo、Takemura Kenjiro、Komotori Jun
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 11 号: 1 ページ: 1-12

    • DOI

      10.1038/s41598-021-00908-0

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 細胞の熱耐性の検討に資する温度制御可能なチタン製培養装置の開発2021

    • 著者名/発表者名
      今城哉裕・井田雄太・宮田昌悟・小茂鳥潤
    • 雑誌名

      材料

      巻: 70

    • NAID

      130008054281

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Horizontal vibration stimulation induced by piezoelectric actuator enhances the efficacy of anticancer drug2023

    • 著者名/発表者名
      Natsuki Takanosawa, Chikahiro Imashiro, Kenjiro Takemura
    • 学会等名
      the 9th International Conference on Manufacturing, Machine Design and Tribology
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 細胞の熱耐性の検討に資する温度勾配を呈する金属製培養器の開発2021

    • 著者名/発表者名
      今城哉裕, Yangyan Kin,羽山元晶,Lyuwei Fan,坂口勝久,梅津信二郎,小茂鳥潤
    • 学会等名
      日本金属学会2022年春期大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [備考] 東京女子医科大学 業績ページ

    • URL

      https://gyoseki.twmu.ac.jp/twmhp/KgApp?resId=S037367

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-12-25  

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