| 研究課題/領域番号 |
20K20915
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分14:プラズマ学およびその関連分野
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| 研究機関 | 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構 |
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研究代表者 |
田口 光正 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 先端機能材料研究部, 次長 (60343943)
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| 研究分担者 |
須郷 由美 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 放射線生物応用研究部, 上席研究員 (90354836)
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| 研究期間 (年度) |
2020-07-30 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2022年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
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| キーワード | ペプチド / ナノ粒子 / 腫瘍 / 診断 / 量子ビーム架橋 / 放射線架橋 / すい臓がん / 量子ビーム |
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| 研究開始時の研究の概要 |
すい臓がんは非常に悪性度の高い腫瘍で、早期診断と治療技術の開発が切望されている。申請者らは、腫瘍追跡型ペプチドの化学構造を維持したまま微粒子化し、さらにRIを担持することで、現有ペプチド薬剤を凌駕するナノ薬剤を着想し、量子ビーム架橋ナノゲルと、高感度な検出や細胞殺傷能力を有するRIを利用した、腫瘍追跡型ペプチドナノゲル薬剤を創出する。ペプチドと水のみを原料とし、量子ビーム架橋によりペプチドの特性を保持したまま微粒子化したペプチドナノゲルを作製する。このナノゲルに放射性Cuを担持することで、より選択的に、より安全に、より高感度なイメージング・治療薬剤を開発する。
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| 研究実績の概要 |
本研究では、量子ビームの照射効果を最大限利用して、悪性度が高く、難治性のすい臓がんの早期診断とスクリーニング、さらに治療が可能な腫瘍追跡型ペプチド薬剤の開発を目的としている。
R4年度は、これまでの研究で架橋構造を形成することを明らかにしてきた、ヒスチジンとグリシンからなる数種類のペプチドを設計、合成し、量子ビーム照射による架橋反応を利用して、平均粒径25-53 nmのナノ粒子を作製した。特に、ペプチドHis-Gly-Gly-Gly-His-Gly-Gly-Gly-His水溶液に量子ビームを照射することにより、50 nm以下の粒径、高収率、経時安定性、生分解性をすべて有するナノ粒子を作製することに成功した。パルス電子線を用いた時間分解分光測定により水分解水酸化ラジカルとペプチドの反応性を評価した結果、ペプチドの分子鎖が長くなるにしたがって、反応速度定数が小さくなることを明らかにした。さらに、この反応速度定数を用いて、ペプチド水溶液への量子ビーム照射による粒子形成シミュレーションを行った結果、線量増加に伴い生成粒子の架橋密度が増大することがわかった。
さらに、ペプチドナノ粒子に含まれる、正電荷を有するアミノ基に対し蛍光分子を標識することで、ナノ粒子表面を負に帯電させることに成功した。蛍光標識ナノ粒子をPANC1ヒト膵臓がん細胞と共培養することにより、粒子が細胞内に取り込まれ蓄積される様子を観測した。
次いで、ナノ粒子のアミノ基に配位子DOTAを導入した後、PET診断用核種のCu-64で標識した。PANC1を移植したマウスに、Cu-64標識ナノ粒子を含む生理食塩水を尾静脈から投与し、一定時間経過後の体内分布を測定した。その結果、腫瘍への集積がわずかに認められるとともに、粒径の違いによりナノ粒子の体内での代謝経路が異なることが示唆された。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
数種類のペプチドを固相合成し、量子ビーム照射によるナノ粒子化、さらにセンサ機能の付加に成功している。得られたナノ粒子の粒径安定性や生分解性を評価するとともに、蛍光標識後にすい臓がん細胞内に集積することを確認している。以上より、研究は順調に進展していると判断する。
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| 今後の研究の推進方策 |
計画通りペプチドの合成やナノ粒子化、腫瘍細胞集積などに成功している。引き続き、基材となるペプチドの組成や長さ、置換基、表面電荷などをパラメータとして腫瘍集積性の向上を目指すとともに、マウスを用いたin vivo試験など、腫瘍追跡型ペプチド薬剤の開発に向けた特性改善を進めていく予定である。
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