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簡便かつ革新的な表面修飾DDSを応用した全がん対応の放射線増感ナノ粒子の開発

研究課題

研究課題/領域番号 22K07771
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分52040:放射線科学関連
研究機関神戸大学

研究代表者

赤坂 浩亮  神戸大学, 医学研究科, 特命助教(PD) (20707161)

研究分担者 荻野 千秋  神戸大学, 工学研究科, 教授 (00313693)
佐々木 良平  神戸大学, 医学部附属病院, 教授 (30346267)
宮脇 大輔  神戸大学, 医学部附属病院, 特命准教授 (30546502)
中山 雅央  神戸大学, 医学研究科, 医学研究員 (60582004)
椋本 成俊  神戸大学, 医学部附属病院, 特命助教 (70634278)
清水 康之  神戸大学, 医学部附属病院, 特命技術員 (80824234)
研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 完了 (2024年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2024年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2023年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワードナノ粒子 / 放射線増感剤 / DDS / MPN / 放射線 / 表面修飾 / 難治腫瘍 / 放射線治療 / 過酸化チタンナノ粒子 / 放射線増感 / 金属ナノ粒子
研究開始時の研究の概要

申請者らは放射線と併用することで大量の活性酸素を産生し、放射線増感効果を顕著に増加させる過酸化チタンナノ粒子の開発に成功した。従来の課題であった腫瘍への送達性と生体安全性に対して、申請者らはメルボルン大学のグループが開発したAPS (Antibody Polyphenol System)と呼ばれる技術を応用することで、解決に成功した。本申請において、我々はAPS-過酸化チタンナノ粒子の臨床応用に向け、①多種の抗体に対応したAPSの合成、②各種がん細胞への特異的集積性、③放射線増感効果、④生体安全性の具体的な4課題を評価し、臨床試験を見据えた非臨床試験の準備に取り組む。

研究成果の概要

本研究では、放射線増感効果を有する過酸化チタンナノ粒子に抗CD44抗体を表面修飾する新手法を開発した。タンニン酸を用いることで、抗体を非共有結合的に簡便に固定可能とし、CD44陽性細胞に対する親和性はin vitroで約2倍、in vivoで約2倍に向上、細胞内への取り込みも促進された。腫瘍への集積量や放射線増感作用も約2倍に高まり、がん細胞の増殖を約50%抑制した(p < 0.05)。さらに、in vivoにおいても標的化機能が維持され、高い有用性が示された。本手法は今後、がんの精密医療への応用が期待され、他のナノ材料への展開も可能であると考えられる。

研究成果の学術的意義や社会的意義

この研究成果の学術的意義は、抗体をナノ粒子表面に効率的に修飾する新手法を確立したことである。この手法は、放射線増感効果を持つナノ粒子の標的化を実現し、がん治療の精密医療に寄与する可能性がある。タンニン酸を利用した抗体の非共有結合的修飾法は、簡便でありながら強力な標的化能力を示し、他のナノ材料にも応用可能と考えられる。
社会的意義としては、この技術ががん治療の新たなアプローチを提供し、放射線治療とナノテクノロジーを組み合わせた治療法を実現する可能性がある。放射線感受性向上により、がん患者の治療効果を高め、副作用の軽減が期待できる。

報告書

(4件)
  • 2024 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2025 2024 2023 2022

すべて 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 6件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 9件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Improved stoichiometric model for megavoltage computed tomography number conversion and dose calculation within the TomoTherapy delivery system2025

    • 著者名/発表者名
      Tsunemine Shogo、Ozawa Shuichi、Nakao Minoru、Miura Hideharu、Onishi Takashi、Ichiki Mamoru、Sugimoto Satoru、Inoue Tatsuya、Oki Yuya、Akasaka Hiroaki、Hanmura Masahiro、Harada Hideyuki、Nishimura Tetsuo、Murakami Yuji、Nagata Yasushi
    • 雑誌名

      Physica Medica

      巻: 132 ページ: 104915-104915

    • DOI

      10.1016/j.ejmp.2025.104915

    • 関連する報告書
      2024 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] Titanium Dioxide-Based Nanoparticles to Enhance Radiation Therapy for Cancer: A Literature Review2024

    • 著者名/発表者名
      Nakayama Masao、Akasaka Hiroaki、Sasaki Ryohei、Geso Moshi
    • 雑誌名

      Journal of Nanotheranostics

      巻: 5 号: 2 ページ: 60-74

    • DOI

      10.3390/jnt5020004

    • 関連する報告書
      2024 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] Ultrasound-stimulated Microbubbles for Treatment of Pancreatic Cancer Cells with Radiation and Nanoparticles: In vitro Study2024

    • 著者名/発表者名
      Nakayama Masao、Noda Ayaha、Akasaka Hiroaki、Tominaga Takahiro、McCorkell Giulia、Geso Moshi、Sasaki Ryohei
    • 雑誌名

      Journal of Medical Physics

      巻: 49 号: 3 ページ: 326-334

    • DOI

      10.4103/jmp.jmp_30_24

    • 関連する報告書
      2024 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] Evaluation of robustness of optimization methods in breast intensity-modulated radiation therapy using TomoTherapy2024

    • 著者名/発表者名
      Oki Yuya、Akasaka Hiroaki、Uehara Kazuyuki、Mizonobe Kazufusa、Sawada Masanobu、Nagata Junya、Harada Aya、Mayahara Hiroshi
    • 雑誌名

      Physical and Engineering Sciences in Medicine

      巻: 47 号: 2 ページ: 465-475

    • DOI

      10.1007/s13246-023-01377-7

    • 関連する報告書
      2024 実績報告書 2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Respiratory motion tracking of spine stereotactic radiotherapy in prone position2023

    • 著者名/発表者名
      Mizonobe Kazufusa、Akasaka Hiroaki、Uehara Kazuyuki、Oki Yuya、Nakayama Masao、Tamura Shuhei、Munetomo Yoshiki、Kubo Katsumaro、Kawaguchi Hiroki、Harada Aya、Mayahara Hiroshi
    • 雑誌名

      Journal of Applied Clinical Medical Physics

      巻: 23 号: 5 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1002/acm2.13910

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Fiducial marker position affects target volume in stereotactic lung irradiation2022

    • 著者名/発表者名
      Akasaka Hiroaki、Mizonobe Kazufusa、Oki Yuya、Uehara Kazuyuki、Nakayama Masao、Tamura Shuhei、Munetomo Yoshiki、Kawaguchi Haruna、Ishida Jun、Harada Aya、Ishihara Takeaki、Kubota Hikaru、Kawaguchi Hiroki、Sasaki Ryohei、Mayahara Hiroshi
    • 雑誌名

      Journal of Applied Clinical Medical Physics

      巻: ‐ 号: 6 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1002/acm2.13596

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Gafchromic EBT3 Film Measurements of Dose Enhancement Effects by Metallic Nanoparticles for 192Ir Brachytherapy, Proton, Photon and Electron Radiotherapy2022

    • 著者名/発表者名
      Sisin Noor Nabilah Talik、Rashid Raizulnasuha Ab、Abdullah Reduan、Razak Khairunisak Abdul、Geso Moshi、Akasaka Hiroaki、Sasaki Ryohei、Tominaga Takahiro、Miura Hayato、Nishi Masashi、Rahman Wan Nordiana
    • 雑誌名

      Radiation

      巻: 2 号: 1 ページ: 130-148

    • DOI

      10.3390/radiation2010010

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] <i>In vivo</i> stealthified molecularly imprinted polymer nanogels incorporated with gold nanoparticles for radiation therapy2022

    • 著者名/発表者名
      Kitayama Yukiya、Yamada Takuya、Kiguchi Kentaro、Yoshida Aoi、Hayashi Shuhei、Akasaka Hiroaki、Igarashi Kazunori、Nishimura Yuya、Matsumoto Yu、Sasaki Ryohei、Takano Eri、Sunayama Hirobumi、Takeuchi Toshifumi
    • 雑誌名

      Journal of Materials Chemistry B

      巻: 10 号: 35 ページ: 6784-6791

    • DOI

      10.1039/d2tb00481j

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Reactive oxygen species-inducing titanium peroxide nanoparticles as promising radiosensitizers for eliminating pancreatic cancer stem cells2022

    • 著者名/発表者名
      Salah Mohammed、Akasaka Hiroaki、Shimizu Yasuyuki、Morita Kenta、Nishimura Yuya、Kubota Hikaru、Kawaguchi Hiroki、Sogawa Tomomi、Mukumoto Naritoshi、Ogino Chiaki、Sasaki Ryohei
    • 雑誌名

      Journal of Experimental &amp; Clinical Cancer Research

      巻: 41 号: 1 ページ: 146-146

    • DOI

      10.1186/s13046-022-02358-6

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 細胞ターゲッティングを付加した過酸化チタンナノ粒子の将来展望2024

    • 著者名/発表者名
      赤坂浩亮
    • 学会等名
      日本放射線腫瘍学会
    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
  • [学会発表] Association of Fiducial Marker Position with Target Volume in Stereotactic Lung Irradiation: A Cross-Sectional Study2022

    • 著者名/発表者名
      1.Hiroaki Akasaka, Kazufusa Mizonobe, Yuya Oki, Kazuyuki Uehara, Shuhei Tamura, Yoshiki Munetomo, Aya Harada, Masao Nakayama, Haruna Kawaguchi and Hiroshi Mayahara
    • 学会等名
      AAPM
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Safety and Efficacy of Transvenous Fiducial Marker Placement for Stereotactic Body Radiotherapy of Malignant Lung Tumors2022

    • 著者名/発表者名
      2.Haruna Kawaguchi, Jun Ishida, Chihiro Shindo, Hiroki Horinouchi, Kazuki Terashima, Hiroshi Mayahara, Hiroaki Akasaka, Kazufusa Mizonobe, Masahiko Fujii
    • 学会等名
      JRS
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] The position variation between fiducial marker and tumor according to respiratory motion of 250 patients treated by CyberKnife2022

    • 著者名/発表者名
      3.Hiroaki Akasaka, Kazufusa Mizonobe, Yuya Oki, Kazuyuki Uehara, Shuhei Tamura, Yoshiki Munetomo, Takeaki Ishihara, Haruna Kawaguchi, Jun Ishida and Hiroshi Mayahara
    • 学会等名
      JSMP
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Development of Stoichiometric calibration method for MVCT to MD table on Tomotherapy2022

    • 著者名/発表者名
      4.Shogo Tsunemine, Shuichi Ozawa, Minoru Nakao, Hideharu Miura, Daisuke Kawahara, Akito Saito, Yasuhiko Onishi, Takashi Onishi, Mamoru Ichiki, Satoru Sugimoto, Tatsuya Inoue, Hiroaki Akasaka, Yuya Oki, Hidetoshi Yamasaki, Tsutomu Maruta, Yuji Murakami and Yasushi Nagata
    • 学会等名
      JSMP
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Clinical log file analysis for assessing the tracking accuracy of stereotactic spinal radiosurgery in prone position2022

    • 著者名/発表者名
      5.Kazufusa Mizonobe, Kazuyuki Uehara, Hiroaki Akasaka, Yuya Oki, Syuhei Tamura, Yoshiki Munetomo, Hiroshi Mayahara
    • 学会等名
      JSMP
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [図書] 測定ベースのIMRT QAにおける許容限界及び方法論 米国医学物理学会治療物理委員会タスクグループ218勧告 日本語訳2024

    • 著者名/発表者名
      赤坂 浩亮、富田哲也、街道亮斗、米田洋介、齋藤正英、高橋侑大、谷本祐樹、中林匡、本間大晴、松永卓磨、南佳孝
    • 総ページ数
      43
    • 出版者
      日本医学物理士会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2026-01-16  

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