深部がんのイメージングおよび標的治療を可能にする高分子ナノデバイスの創製

2018 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 16F16058
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 西山 伸宏 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 教授 (10372385)
• 研究分担者: XU WEN 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 外国人特別研究員
• 研究期間 (年度): 2016-10-07 – 2019-03-31
• キーワード: DDS / リガンド分子 / イメージング / 光線力学治療

研究実績の概要

本研究では、合成ポリマーの側鎖に種々のアミノ酸を結合させ、トランスポーターとの相互作用を介してがん細胞と特異的に相互作用する高分子リガンド分子の開発を目指して研究を実施してきた。分子量の異なるポリアミノ酸の側鎖に、トランスポーターに認識される形で種々のアミノ酸を結合し、がん細胞および正常細胞との相互作用を評価するスクリーニング試験を行った結果、がん細胞において過剰発現していることが知られているトランスポーターXに特異的に結合するアミノ酸Yを結合したがん細胞特異的高分子リガンドを得ることができた。高分子リガンドのがん治療への応用に関しては、ポリアミノ酸の末端に光増感剤IRDye DX700（水溶性フタロシアニン誘導体）を結合し、光線力学治療（Photodynamic Therapy, PDT）への応用を検討した。DX700結合高分子リガンドを培養細胞と一定時間培養した後に、培地交換を行い、400-700nmのバンドパスフィルターを用いて光照射を行った結果、DX700単独と比較して顕著な光選択的細胞毒性を示すことが確認された。近年、光増感剤を結合したがん特異的抗体による光免疫治療が臨床試験で優れた治療効果を示し、大きな注目を集めているが、抗体の場合には特異的がん抗原を有するがん細胞にしか用いることができないことが課題である。これに対して、本研究では、DX700結合高分子リガンドの開発を行い、その有用性を明らかにした。本システムでは、がん細胞の生存と増殖に必要不可欠なアミノ酸を取り込むとトランスポーターを標的とすることで、抗体では困難なあらゆる固形がんの標的化が可能であり、イメージングや光線力学治療への応用が期待できる。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Poly(N-isopropylacrylamide)-based polymer inducing isothermal hydrophilic-to-hydrophobic phase transition via detachment of hydrophilic acid-labile moiety (2019)
  • 著者名/発表者名: S.E. Muttaqien, T. Nomoto, H. Takemoto, M. Matsui, K. Tomoda, N. Nishiyama
  • 雑誌名: Biomacromolecules 巻: 20 ページ: 1493-1504
  • DOI: 10.1021/acs.biomac.8b01465
  • 査読あり
• [雑誌論文] Epirubicin-loaded polymeric micelles effectively treat axillary lymph nodes metastasis of breast cancer through selective accumulation and pH-triggered drug release (2018)
  • 著者名/発表者名: T. Chida, Y. Miura, H. Cabral, T. Nomoto, K. Kataoka, N. Nishiyama
  • 雑誌名: J. Control. Release 巻: 292 ページ: 130-140
  • DOI: 10.1016/j.jconrel.2018.10.035
  • 査読あり
• [雑誌論文] Poly(ethylene glycol)-poly(lysine) block copolymer-ubenimex conjugate targets aminopeptidase N and exerts an antitumor effect in hepatocellular carcinoma stem cells (2018)
  • 著者名/発表者名: R. Toshiyama R, M. Konno, H. Eguchi, H. Takemoto, T. Noda, A. Asai, J. Koseki, N. Haraguchi, Y. Ueda, K. Matsushita, K. Asukai, T. Ohashi, Y. Iwagami, D. Yamada, D. Sakai, T. Asaoka, T. Kudo, K. Kawamoto, K. Gotoh, S. Kobayashi, T. Satoh, Y. Doki, N. Nishiyama, M. Mori, H. Ishii
  • 雑誌名: Oncogene 巻: 38 ページ: 244-260
  • DOI: 10.1038/s41388-018-0406-x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of multiple cyclic RGD peptides on tumor accumulation and intratumoral distribution of IRDye 700DX-conjugated polymers (2018)
  • 著者名/発表者名: X. Dou, T. Nomoto, H. Takemoto, M. Matsui, K. Tomoda, N. Nishiyama
  • 雑誌名: Sci. Rep. 巻: 8 ページ: 6077
  • DOI: 10.1038/s41598-018-26593-0
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 精密合成高分子材料を基盤するがん診断・治療ナノマシンの創製 (2018)
  • 著者名/発表者名: 西山伸宏
  • 学会等名: 第45回高分子同友会総合講演会
  • 招待講演
• [学会発表] 機能性ポリマーによるナノDDS設計：高分子ミセルからナノマシンへ (2018)
  • 著者名/発表者名: 西山伸宏
  • 学会等名: 第34回日本DDS学会学術総会
• [学会発表] 機能性ポリマーの精密設計に基づくスマート機能型ナノメディシンの創製 (2018)
  • 著者名/発表者名: 西山伸宏
  • 学会等名: 第56回日本癌治療学会学術集会
  • 招待講演
• [学会発表] 機能性高分子の設計に基づくがん診断・治療システムの開発 (2018)
  • 著者名/発表者名: 西山伸宏
  • 学会等名: 第35回医用高分子研究会講座
  • 招待講演
• [学会発表] Smart nanomedicines based on the design of functional polymer (2018)
  • 著者名/発表者名: Nobuhiro Nishiyama
  • 学会等名: International Conference on Emerging Healthcare Materials 2018 (ICEHM2018)
  • 国際学会 / 招待講演
• [備考] 東京工業大学 化学生命科学研究所 西山・三浦研究室
  • URL: http://www.bmw.res.titech.ac.jp