| 研究課題/領域番号 |
15K01343
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| 研究機関 | 横浜薬科大学 |
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研究代表者 |
重山 昌人 横浜薬科大学, 薬学部, 教授 (90598327)
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| 研究分担者 |
岩瀬 由未子 横浜薬科大学, 薬学部, 講師 (00521882)
梅村 晋一郎 東北大学, 医工学研究科, 教授 (20402787)
弓田 長彦 横浜薬科大学, 薬学部, 教授 (40191481)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | 超音波 / がん指向性ナノチューブ |
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| 研究実績の概要 |
がん細胞ではアポトーシス誘導能が、消失あるいは減弱しているために異常増殖すると考えられている。組織深部到達性に優れる超音波によって腫瘍集積性薬物を抗腫瘍活性化する音響化学療法によって腫瘍組織に局在的にアポトーシスを誘導することが可能であれば、ネクローシスを経由しない副作用の少ないがん治療が期待される。また、近年、いくつかのナノ粒子が超音波照射によって音響化学的に活性化することが分かってきている。本研究では、これまでの技術では困難であった腫瘍組織に選択的にアポトーシスを誘導することを目的に、超音波照射により音響化学的に活性化しアポトーシスを誘導するがん指向性多機能型カーボンナノチューブを用い、腫瘍選択性を備えた新規がん治療法の開発を目指す。
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| 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
本研究は、アポトーシス誘導するナノ粒子としてカーボンナノチューブ誘導体を使用し、超音波によるマイクロバブルを生成・破壊さらには、これらナノ粒子の音響化学的活性化作用を用いることにより、これまで困難であった腫瘍組織選択性のアポトーシス誘導を目指すものである。この本年度は、薬物の活性化治療に適した超音波を照射することによりカーボンナノチューブ誘導体の活性化による化学的抗腫瘍効果とアポトーシス誘導の確認を行った。培養細胞の浮遊液を用いて、超音波によって音響化学的に活性化し、アポトーシス誘導を示す化学修飾付単層カーボンナノチューブのスクリーニングを行ったところ水酸基修飾、ポリエチレングリコール修飾が、アポトーシス誘導を誘導することを確認した。次に、カーボンナノチューブ誘導体の音響化学的活性化に適する超音波周波数および照射強度の設定を行ったところ、周波数1MHz, 強度3 W/cm2で最も多くの細胞にアポトーシスが観察された。さらにDNAのラダーも観察され化学修飾付単層カーボンナノチューブの音響化学的活性化によってアポトーシスが誘導されることが証明された。最後にアポトーシス誘導におけるシグナル経路の同定を行った。実行・カスパーゼであるカスパーゼ-3 とイニシエーター・カスパーゼであるカスパーゼ8 の活性化を経時的に測定した。カスパーゼ-3、8 の活性化に伴いアポトーシスが進行することが認められた。
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| 今後の研究の推進方策 |
今年度は、音響化学的抗腫瘍効果に関与する活性酸素種の同定を行う。電子スピン共鳴(ESR)でカーボンナノチューブ誘導体の水溶液に超音波を照射したときのOHラジカル，スーパーオキサイドラジカル、一重項酸素などの活性酸素種の産生を測定する。この方法では、それぞれの活性酸素種により安定なニトロオキサイドラジカルになるスピントラップ剤を含む空気飽和緩衝液に超音波を照射し、活性酸素種の生成を確認する。さらに活性酸素種に特異的なスカベンジャ-によるアポトーシス誘導に対する阻害効果によりそれら寄与を確認する。
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