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難治性癌に対する超高線量率炭素イオン線照射を用いた免疫放射線治療法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 23K24286
補助金の研究課題番号 22H03025 (2022-2023)
研究種目

基盤研究(B)

配分区分基金 (2024)
補助金 (2022-2023)
応募区分一般
審査区分 小区分52040:放射線科学関連
研究機関大阪大学

研究代表者

小川 和彦  大阪大学, 大学院医学系研究科, 教授 (40253984)

研究分担者 玉利 慶介  大阪大学, 大学院医学系研究科, 講師 (30718995)
高橋 豊  大阪大学, 大学院医学系研究科, 教授 (40353461)
皆巳 和賢  大阪大学, 大学院医学系研究科, 准教授 (90634593)
金井 達明  大阪大学, 大学院医学系研究科, 招へい教授 (80161149)
研究期間 (年度) 2024-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 完了 (2024年度)
配分額 *注記
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2024年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2023年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2022年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
キーワードFLASH放射線治療 / 炭素イオン線 / 超高線量率照射 / FLASH効果 / 炭素線 / 免疫チェックポイント阻害剤 / 重粒子線治療 / 放射線生物 / がん転移 / 免疫チェックポイント阻害 / 免疫放射線治療 / 浸潤・転移 / 免疫放射線療法 / がん転移能
研究開始時の研究の概要

近年、放射線治療と免疫療法の併用が、がん治療において注目されており、局所制御や遠隔転移抑制の観点から有望であるが、最適な併用時期、総線量や分割方法など解決すべき課題は山積している。
本研究課題では、難治性癌を含む様々な癌種に対する光子線・重粒子線免疫療法の効果を検証するだけでなく、近年注目されつつある超高線量率照射(> 40 Gy/sec)(FLASH照射)を用いることで、線質の違いだけでなく、線量率の違いにも着目し、免疫チェックポイント阻害剤併用時期、総線量、分割法を細胞実験・動物実験から遺伝子発現解析までを網羅的に検討・解析することにより、最適な免疫放射線治療法を確立することを目的とする。

研究成果の概要

超高線量率照射システムの開発において細胞実験が遂行できる照射野(放射線が照射される範囲)の拡大を完了し、これまで照射野の大きさがネックとなり十分な細胞数が担保できずに実験が遂行できないという問題を解消した。我々で開発したシステムでの照射により、これまで低酸素環境でのみ観察されるとされていたFLASH効果(抗腫瘍効果を維持しつつ、正常組織を防護できる効果)が、大気下でも観察された。また、がんの浸潤能においても通常の線量率に比べ超高線量率照射では抑制される現象を観察した。一方、腫瘍免疫においては、超高線量率照射で照射した場合、通常線量率に比べてPD-L1の発現が抑制された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

超高線量率照射のシステム構築を臨床機で実現することができた。また、開発されたシステムにて腫瘍細胞の殺細胞効果を維持しつつ、正常細胞へのダメージが軽減されるFLASH効果の観察に世界で初めて成功した。この研究成果は、正常組織の障害を低減できる可能性があり、今後は線量増加が難しかった部位への腫瘍に対しても根治照射の可能性が出てきた。一方で、瞬間的に照射できる本技術は患者の体動による放射線の照射漏れリスクの低減、治療時間の短縮から医療従事者の負担軽減など社会的インパクトが大きいと考えられる。

報告書

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

    (19件)

すべて 2025 2024 2023 2022

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 6件、 招待講演 6件)

  • [雑誌論文] The Appropriate Conditions for the Cell Sparing (FLASH) Effect Exist in Ultra-high Dose Rate Carbon Ion Irradiation2025

    • 著者名/発表者名
      MINAMI KAZUMASA、YAGI MASASHI、FUJITA KAZUKI、NAGATA KANA、HIDANI RYO、HAMATANI NORIAKI、TSUBOUCHI TOSHIRO、TAKASHINA MASAAKI、UMEZAWA MASUMI、NOMURA TAKUYA、SHIMIZU MASAKI、KUWANA YOSHIAKI、FUJIMOTO JIRO、SHIMIZU SHINICHI、OGAWA KAZUHIKO
    • 雑誌名

      Anticancer Research

      巻: 45 号: 3 ページ: 955-963

    • DOI

      10.21873/anticanres.17483

    • 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
  • [雑誌論文] Sparing Effect on Cell Survival Under Normoxia Using Ultra-high Dose Rate Proton Beams from a Compact Superconducting AVF Cyclotron2024

    • 著者名/発表者名
      YAGI MASASHI、MINAMI KAZUMASA、FUJITA KAZUKI、NOMURA SHINJI、KAMIGUCHI NAGAAKI、NAGATA KANA、HIDANI RYO、AMANO DAIZO、SASAI KENZO、SHIMIZU SHINICHI、OGAWA KAZUHIKO
    • 雑誌名

      Anticancer Research

      巻: 44 号: 10 ページ: 4251-4260

    • DOI

      10.21873/anticanres.17255

    • 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
  • [雑誌論文] Ultra-high dose rate (FLASH) carbon ion irradiation inhibited immune suppressive protein expression on Pan02 cell line2024

    • 著者名/発表者名
      Katsuki Shohei、Minami Kazumasa、Oniwa Karin、Yagi Masashi、Shimizu Shinichi、Hamatani Noriaki、Takashina Masaaki、Kanai Tatsuaki、Ogawa Kazuhiko
    • 雑誌名

      Journal of Radiation Research

      巻: 66 号: 1 ページ: 97-102

    • DOI

      10.1093/jrr/rrae091

    • 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
  • [雑誌論文] The effect of Ultra-High Dose-Rate Carbon ion irradiation to cell invasion on breast tumor cells.2023

    • 著者名/発表者名
      Karin Oniwa, Kazumasa Minami, Masashi Yagi, Sinichi Shimizu, Masahiko Koizumi, Kazuhiko Ogawa, Tatsuaki Kanai
    • 雑誌名

      RADIOTHERAPY AND ONCOLOGY

      巻: 182

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 超高線量率照射が細胞へ与える影響2024

    • 著者名/発表者名
      皆巳 和賢、八木 雅史、清水 伸一、藤田 和輝、永田 夏菜、日谷 稜、濱谷 紀彰、坪内 俊郎、高階 正彰、梅澤 真澄、小川 和彦
    • 学会等名
      第28回癌治療増感研究会
    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] The conditions of irradiation for observing the FLASH effect as considered from cell experiments.2024

    • 著者名/発表者名
      Kazumasa Minami, Masashi Yagi, Shinichi Shimizu, Kazuki Fujita, Kana Nagata, Ryo Hidani, Karin Oniwa, Noriaki Hamatani, Toshiro Tsubouchi, Masaaki Takashina, Masumi Umezawa, Takuya Nomura, Kazuhiko Ogawa.
    • 学会等名
      Hitachi Users Meeting 2024
    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] The effects of ultra-high dose rate irradiation on cells and the FLASH.2024

    • 著者名/発表者名
      Kazumasa Minami, Masashi Yagi, Shinichi Shimizu, Kazuki Fujita, Kana Nagata, Ryo Hidani, Karin Oniwa, Noriaki Hamatani, Toshiro Tsubouchi, Masaaki Takashina, Masumi Umezawa, Takuya Nomura, Masaki Simizu, Yoshiaki Kuwana, Jiro Fujimoto, Kazuhiko Ogawa.
    • 学会等名
      日本放射線影響学会第67回大会
    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] The biological effect of ultra-high dose rate irradiation on cells.2024

    • 著者名/発表者名
      Kazumasa Minami, Masashi Yagi, Shinichi Shimizu, Kazuki Fujita, Kana Nagata, Ryo Hidani, Karin Oniwa, Noriaki Hamatani, Toshiro Tsubouchi, Masaaki Takashina, Masumi Umezawa, Takuya Nomura, Masaki Simizu, Yoshiaki Kuwana, Shinji Nomura, Nagaaki Kamiguchi, Kenzo Sasai, Daisuke Amano, Jiro Fujimoto, Kazuhiko Ogawa.
    • 学会等名
      Q-Basis 2024
    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Ultra-high dose rate proton irradiation has a sparing effect in vitro.2024

    • 著者名/発表者名
      Nagata Kana, Kazumasa Minami, Masashi Yagi, Kazuki Fujita, Ryo Hidani, Shinji Nomura, Nagaaki Kamiguchi, Daizo Amano, Kenzo Sasai, Shinichi Shimizu, Kazuhiko Ogawa.
    • 学会等名
      Q-Basis 2024
    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
  • [学会発表] Ultra-high dose rate proton irradiation has a sparing effect in the high dose range in normoxia.2024

    • 著者名/発表者名
      Nagata Kana, Kazumasa Minami, Masashi Yagi, Kazuki Fujita, Ryo Hidani, Shinji Nomura, Nagaaki Kamiguchi, Daizo Amano, Kenzo Sasai, Shinichi Shimizu, Kazuhiko Ogawa.
    • 学会等名
      Flash Radiotherapy & Particle Therapy 2024
    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
  • [学会発表] 異なる3線質を用いた超高線量率照射が細胞応答に与える影響の比較2024

    • 著者名/発表者名
      皆巳 和賢,八木 雅史,坪内 俊郎,濱谷 紀彰,高階 正彰,橋渡 貴司,小田 倫生,井ノ上信一,野村 真史,上口 長昭,山田 貴啓,梅澤 真澄,岡部 康夫,清水 伸一,小川 和彦
    • 学会等名
      日本放射線腫瘍学会第37回学術大会
    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
  • [学会発表] 陽子線の超高線量率照射は正常酸素状態下において高線量域で細胞保護効果を示す2024

    • 著者名/発表者名
      永田 夏菜,皆巳 和賢,八木 雅史,藤田 和輝,日谷 稜,野村 真史,上口 長昭,天野 大三,佐々井健蔵,清水 伸一,小川 和彦
    • 学会等名
      日本放射線腫瘍学会第37回学術大会
    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
  • [学会発表] The effect of Ultra-High Dose-Rate Carbon ion irradiation to cell invasion on breast tumor cells.2023

    • 著者名/発表者名
      Karin Oniwa, Kazumasa Minami, Masashi Yagi, Sinichi Shimizu, Masahiko Koizumi, Kazuhiko Ogawa, Tatsuaki Kanai
    • 学会等名
      61st Annual PTCOG Conference
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 重粒子線超高線量率 (FLASH) 照射の取り組み2023

    • 著者名/発表者名
      皆巳 和賢, 永田 夏菜, 藤田 和輝, 日谷 稜, 福田 柊果, 大庭 歌綸, 原子 愛唯, 勝木 翔平, 梅村 実里, 八木 雅史, 清水 伸一, 金井 達明, 小川 和彦
    • 学会等名
      第26回 国際癌治療増感研究会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 超高線量率重粒子線照射の細胞応答2023

    • 著者名/発表者名
      皆巳 和賢, 八木 雅史, 清水 伸一, 永田 夏菜, 藤田 和輝, 大庭 歌綸, 坪内 俊郎, 濱谷 紀彰, 高階 正彰, 金井 達明, 小川 和彦
    • 学会等名
      日本放射線腫瘍学会 第36回 学術大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 医療用加速器を用いた超高線量率(FLASH)炭素線スキャニング照射システムの開発2023

    • 著者名/発表者名
      八木 雅史, 清水 伸一, 皆巳 和賢, 濱谷 紀彰, 三好 拓人, 梅澤 真澄, 野村 拓也, 豊田 高士, 坪内 俊郎, 清水 柾貴, 桑名 良明, 高階 正彰, 小泉 雅彦, 岡部 康夫, 小川 和彦, 金井 達明
    • 学会等名
      日本放射線腫瘍学会 第36回 学術大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Ultra-high dose rate carbon irradiation impacts “EAT ME” signal.2023

    • 著者名/発表者名
      Shohei Katsuki, Kazumasa Minami, Karin Ohniwa, Masashi Yagi, Sinichi Shimizu, Noriaki Hamatani, Masaaki Takashina, K. Furutani, C. Beltran, Yutaka Takahashi, Tatsuaki Kanai, Kazuhiko. Ogawa
    • 学会等名
      Flash Radiotherapy & Particle Therapy 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] FLASH治療の生物学的メカニズム2023

    • 著者名/発表者名
      皆巳 和賢, 小川 和彦
    • 学会等名
      第2回医療放射線技術研究会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Comparison of Cellular Damage Responses between Tumor and Normal cell lines in ultra-High Dose Rate irradiation on Carbon ion beam.2022

    • 著者名/発表者名
      K. Minami, M. Yagi, S. Shimizu, W. Takenaka, N. Saruwatari, S. Fukuda, K. Fujita, K. Nagata, J. Yoshida, N. Hamatani, T. Tsubouchi, M. Takashina, M. Umezawa, T. Nomura, W. Mukoyoshi, T. Miyoshi, Y. Okabe, T. Kanai, K. Ogawa
    • 学会等名
      2nd Flash Radiotherapy and Particle Therapy Conference, 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2026-01-16  

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