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がん光免疫療法の光化学反応を促進する分子を利用した新規治療薬の開発

研究課題

研究課題/領域番号 23K14332
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分47020:薬系分析および物理化学関連
研究機関北海道大学

研究代表者

中島 孝平  北海道大学, 薬学研究院, 助教 (40907771)

研究期間 (年度) 2023-04-01 – 2026-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2025年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2024年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード光免疫療法 / 光感受性化合物 / 光化学反応 / がん
研究開始時の研究の概要

光免疫療法 (PIT) は、薬剤が集積した腫瘍に光照射することで行うがん治療法である。申請者はこれまでにPIT薬剤の作用機序の解明に取り組む中で、三重項クエンチャーとして知られる分子が、PITの細胞障害性を増強させることを発見した。そこで本研究では、抗体-IR700の細胞障害性を三重項クエンチャーが増強するメカニズムを明らかにするとともに、COTの作用を利用した新たなPIT薬剤の開発を目的とする。まず、IR700の光化学反応について検討することでPITの作用を増強させる分子メカニズムを明らかにしたのち、新規PIT薬剤を開発に取り組む。

研究実績の概要

光免疫療法 (PIT) は、薬剤が集積した腫瘍に光照射することで行うがん治療法である。申請者はこれまでにPIT薬剤の作用機序の解明に取り組む中で、三重項クエンチャーとして知られる分子(COT)が、PITの細胞障害性を増強させることを発見した。そこで本研究では、抗体-IR700の細胞障害性を三重項クエンチャーが増強するメカニズムを明らかにするとともに、COTの作用を利用した新たなPIT薬剤の開発を目的とする。
PITでは、IR700の水溶性軸配位子が光化学反応によって切断され、薬剤が水中で不溶性の凝集体を形成することが、細胞傷害の起点であると考えられている。本年度はまず、IR700の光化学反応について、光照射後のIR700の分解物をHPLCで解析することで検討した。その結果、COTを加えた場合では、COTを加えていない場合と比較して軸配位子の切断がより進みやすいことが明らかとなった。したがって、COTはIR700の軸配位子切断反応を促進する作用があると考えられる。一方、光免疫療法では、励起三重項状態のIR700が三重項酸素と反応することで生じる一重項酸素も細胞障害性を示す。そこで、COTが、IR700の一重項酸素産生量を増加させるかを、singlet oxygen sensor green(SOSG)を用いて検討した。その結果、COTの有無によって一重項酸素産生量は変化しないことが示された。

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

三重項クエンチャーであるCOTが光免疫療法の細胞障害性を向上させた理由として、IR700軸配位子切断反応の効率を上昇されたことが一因である可能性を示した。当初の予定通りデータが得られており、(2)おおむね順調に進展している、と判断した。

今後の研究の推進方策

IR700の軸配位子切断反応には、項間交差量子収率やラジカルアニオン体の寿命などが関与する。今後は、IR700の軸配位子切断反応においてCOTがどの過程に寄与しているのかを検討する予定である。

報告書

(1件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] In vivo imaging of acute physiological responses after treatment of cancer with near-infrared photoimmunotherapy2023

    • 著者名/発表者名
      Nakajima Kohei、Sugikawa Akiyo、Yasui Hironobu、Higashikawa Kei、Suzuki Chie、Natsume Takahiro、Suzuki Motofumi、Takakura Hideo、Tomita Mayu、Takahashi Sachi、Hirata Kenji、Magata Yasuhiro、Kuge Yuji、Ogawa Mikako
    • 雑誌名

      Molecular Imaging and Biology

      巻: 25 号: 4 ページ: 648-658

    • DOI

      10.1007/s11307-023-01822-9

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Near-infrared photoimmunotherapy and anti-cancer immunity2023

    • 著者名/発表者名
      Nakajima Kohei、Ogawa Mikako
    • 雑誌名

      International Immunology

      巻: 36 号: 2 ページ: 57-64

    • DOI

      10.1093/intimm/dxad042

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 光免疫療法のメカニズム解明および新規治療薬剤の開発に向けた検討2024

    • 著者名/発表者名
      中島 孝平, 吉田 藍子, 平田 甫, 宮崎 風香, 桒谷 将城, 坂本 直哉, 大場 雄介, 小川 美香子
    • 学会等名
      北海道大学フォトエキサイトニクス研究拠点 第6回研究会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] がんの新たな光治療法「光免疫療法」の細胞傷害メカニズム2024

    • 著者名/発表者名
      中島孝平, 小川美香子
    • 学会等名
      日本薬学会 第144年会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書

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公開日: 2023-04-13   更新日: 2024-12-25  

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