三次元培養系を用いたナノ粒子の固形がん浸透性評価と粒子構造の最適化

• 研究課題/領域番号: 26820356
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 生物機能・バイオプロセス
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 太田 誠一 東京大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (40723284)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2015年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2014年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
• キーワード: ナノ粒子 / 腫瘍浸透性 / スフェロイド / ヒアルロン酸 / ナノゲル / ドラッグデリバリー / 固形がん浸透性 / シリコン / 量子フドット / ドラックデリバリー

研究成果の概要

本研究では、ヒト胃がん細胞株MKN74を用い、モデル腫瘍としてがん細胞の３次元培養組織(スフェロイド)を作製した。抗がん剤シスプラチンを担持したヒアルロン酸のナノゲルをモデルナノ粒子として使用し、作製したスフェロイド中での浸透挙動を可視化することに成功した。ナノゲル化したヒアルロン酸は直鎖のものよりも著しく浸透性が高いことが分かり、薬物キャリアの形状制御の重要性が示唆された。さらに、反応拡散方程式を用いた粒子浸透の数理モデルを構築し、これが実験結果と概ね一致することを示した。

研究成果

• [雑誌論文] Analysis of nanoparticle delivery to tumours (2016)
  • 著者名/発表者名: S. Wilhelm, A. J. Tavares, Q. Dai, S. Ohta, J. Audet, H. F. Dvorak, and W. C. W. Chan
  • 雑誌名: Nature Reviews Materials 巻: 1
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Production of Cisplatin-Incorporating Hyaluronan Nanogels via Chelating Ligand－Metal Coordination (2016)
  • 著者名/発表者名: S. Ohta, S. Hiramoto, Y. Amano, M. Sato, Y. Suzuki, M. Shinohara, S. Emoto, H. Yamaguchi, H. Ishigami, Y. Sakai, J. Kitayama, and T. Ito
  • 雑誌名: Bioconjugate Chemistry 巻: 27 号: 3 ページ: 504-508
  • DOI: 10.1021/acs.bioconjchem.5b00674
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Aggregates of Silicon Quantum Dots as a Drug Carrier: Selective Intracellular Drug Release Based on pH-responsive Aggregation/Dispersion (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Ohta, K. Yamura, S. Inasawa and Y. Yamaguchi
  • 雑誌名: Chemical Communications 巻: 51 号: 29 ページ: 6422-6425
  • DOI: 10.1039/c5cc00925a
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Enhancing osteogenic differentiation of MC3T3-E1 cells by immobilizing inorganic polyphosphate onto hyaluronic acid hydrogel (2015)
  • 著者名/発表者名: A. T.H. Wu, T. Aoki, M. Sakota, S. Ohta, S. Ichimura, T. Ito, T. Ushida, and K. S. Furukawa
  • 雑誌名: Biomacromolecules 巻: 16 号: 1 ページ: 166-173
  • DOI: 10.1021/bm501356c
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Biocompatible Calcium Salt of Hyaluronic Acid Grafted with Polyacrylic Acid (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Nakagawa, S. Nakasako, S. Ohta, and T. Ito
  • 雑誌名: Carbohydrate Polymers 巻: 117 ページ: 43-53
  • DOI: 10.1016/j.carbpol.2014.09.037
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] シスプラチン内包ヒアルロン酸ナノゲルの抗腫瘍効果における細胞外マトリクスの影響 (2016)
  • 著者名/発表者名: 天野由貴、太田誠一、篠原満利恵、酒井康行、伊藤大知
  • 学会等名: 化学工学会第81年回
  • 発表場所: 関西大学 (大阪府 吹田市)
  • 年月日: 2016-03-13
• [学会発表] スフェロイドモデルを用いたヒアルロン酸ナノゲルのがん組織浸透挙動の検討 (2015)
  • 著者名/発表者名: 天野由貴、太田誠一、篠原満利恵、酒井康行、伊藤大知
  • 学会等名: 第37回日本バイオマテリアル学会大会
  • 発表場所: 京都テルサ (京都府 京都市)
  • 年月日: 2015-11-09