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2015 年度 実績報告書

がん幹細胞を標的とした中性子捕捉剤と分子イメージング技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 15H04906
研究機関岡山大学

研究代表者

松井 秀樹  岡山大学, 医歯(薬)学総合研究科, 教授 (30157234)

研究分担者 道上 宏之  岡山大学, 医歯(薬)学総合研究科, 助教 (20572499)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワードホウ素中性子捕捉療法(BNCT) / 悪性脳腫瘍 / ホウ素薬剤開発 / 細胞膜通過ペプチド / 陽電子放射断層撮影(PET)
研究実績の概要

医学の最重要課題の一つ転移性・浸潤性の難治性がんに対するBNCT法の早期実現に貢献することが、学術的な特色である。BSHの様な大きな結晶体を、直接細胞内に高効率・高濃度に導入する技術は、我々の開発したポリアルギニンによる細胞内導入シグナル技術の独壇場であり、本研究は極めて独創的である。H27年度の研究は、臨床応用を視野に入れ、敢えてシンプルで製造し易い構造にしてコストを実用の範囲に入れようとする意欲的な試みを行った。
本研究によって臨床応用可能で、かつ癌の根治療法を実現する理想的なBNCT用のホウ素剤が実現する。また同時に開発するBSHの分子イメージング試薬により、患者さん毎にホウ素剤の薬物動態を測定出来るので、BNCTの治療効果を予測し、適切な治療計画を立てることが可能になる。これによって新規開発するBSHホウ素剤の有効性は飛躍的に高まると期待される。
平成27年度の研究実績概要の項目① 臨床応用に適したホウ素剤の開発. 細胞内導入シグナル11R(アルギニン11個連結)を短縮してBSH単体と結合した、簡潔な構造のmonoBSH-CPPを作成し、この製剤によるがん細胞内への高効率のホウ素導入を実証した。項目② PET(陽電子放出断層撮影)分子イメージング試薬の開発. monoBSH-3(5)Rにキレート剤DOTAを連結し、ここに64Cuを結合させた。これがBSHの分子イメージング試薬として優れる事を実証した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

項目① に対して、細胞膜通過ペプチドの最小単位であるアルギニン(R)の連続配列を11Rから9R,7R,5R、3Rとペプチドの長さを減らしていき、3Rにて細胞内導入されることを確認した。さらに、BSH-1R,BSH-2R、BSH-3Rを作成し、細胞内導入効果の検証を行った。BSH-2R及びBSH-3R導入悪性脳腫瘍細胞にて、細胞内のBSHが確認された。さらに、悪性脳腫瘍細胞を脳内に移植したマウス脳腫瘍モデルを作成し、尾静脈よりBSH、BSH-2R、BSH-3Rの投与を行った。組織免疫染色にて、BSH-3R投与群のみ腫瘍部に一致して、BSH-3Rの導入を確認した。この結果より、臨床応用可能な新規のBSH-CPPとして、新規のBSH-3Rの作成に成功した。よって、目標①は達成した。
項目② PET分子イメージング試薬としてBSH-3Rまたは、BSHにキレート剤DOTAを連結し、ここに64Cuを結合させたBSH-3R-DOTA-64Cu, およびBSH-DOTA-Cu64の2種類を作成した。ヒト悪性脳腫瘍細胞を脳内に移植したマウス脳腫瘍モデルに対し、尾静脈より投与し、継時的にPET検査を行った。BSH-3R-DOTA-64Cu投与群では、正常脳と比較して腫瘍部(T/N比)で8.1倍の取り込み能を確認した。これは、BSH-DOTA-64CuのT/N比2.8と比較して非常に高い腫瘍特異性を示した。新規薬物動態評価用のPET製剤開発に成功した。
上記に関して、Tumor-specific delivery of BSH-3R for boron neutron capture therapy and positron emission tomography imaging in a mouse brain tumor model.,Iguchi Y, Michiue H, Kitamatsu M, Hayashi Y, Takenaka F, Nishiki T, Matsui H. Biomaterials. 2015 Jul;56:10-7論文発表に成功した。

今後の研究の推進方策

Tumor-specific delivery of BSH-3R for boron neutron capture therapy and positron emission tomography imaging in a mouse brain tumor model.,Iguchi Y, Michiue H, Kitamatsu M, Hayashi Y, Takenaka F, Nishiki T, Matsui H. Biomaterials. 2015 Jul;56:10-7論文発表に成功しており、計画以上に研究は進展している。
今後、脳腫瘍幹細胞を標的とした、BNCTの開発を行っていくものとし、また、原子炉再開の後、中性子照射を行う予定である。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Fluvoxamine, an anti-depressant, inhibits human glioblastoma invasion by disrupting actin polymerization.2016

    • 著者名/発表者名
      Hayashi K, Michiue H, Yamada H, Takata K, Nakayama H, Wei FY, Fujimura A, Tazawa H, Asai A, Ogo N, Miyachi H, Nishiki T, Tomizawa K, Takei K, Matsui H.
    • 雑誌名

      Sci Rep.

      巻: 6 ページ: 23372

    • DOI

      10.1038/srep23372.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Tumor-specific delivery of BSH-3R for boron neutron capture therapy and positron emission tomography imaging in a mouse brain tumor model.2015

    • 著者名/発表者名
      Iguchi Y, Michiue H, Kitamatsu M, Hayashi Y, Takenaka F, Nishiki T, Matsui H.
    • 雑誌名

      Biomaterials.

      巻: 56 ページ: 10-7

    • DOI

      10.1016/j.biomaterials.2015.03.061.

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] BSH-peptide delivery system and drug pharmacokinetics by positron emission tomography (PET) imaging2015

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Michiue, Yoshiya Iguchi, Mizuki Kitamatsu, Hiroaki Matsushita, Tei-ichi Nishiki, Hideki Matsuil
    • 学会等名
      8th Young Boron Neutron Capture Therapy
    • 発表場所
      Pavia in Italy
    • 年月日
      2015-09-13 – 2015-09-17
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of the New Boron Agent, BSH-peptide, Towards Clinical Application2015

    • 著者名/発表者名
      Matsui Hideki
    • 学会等名
      15th International Congress of Radiation Research
    • 発表場所
      京都国際会議場
    • 年月日
      2015-05-25 – 2015-05-29
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Development of the new boron agent, BSH-peptide, towards clinical application2015

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Michiue, Yoshiya Iguchi, Mizuki Kitamatsu, Hiroaki Matsushita, Tei-ichi Nishiki, Hideki Matsui
    • 学会等名
      15th International Congress of Radiation Research
    • 発表場所
      京都国際会議場
    • 年月日
      2015-05-25 – 2015-05-29
    • 国際学会

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公開日: 2017-01-06  

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