• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2021 年度 実績報告書

癌転移骨環境を空間的・時間的に制御する生体活性付加カーボンの開発と安全性評価

研究課題

研究課題/領域番号 17H01584
研究機関信州大学

研究代表者

齋藤 直人  信州大学, 学術研究院保健学系, 教授 (80283258)

研究分担者 手嶋 勝弥  信州大学, 学術研究院工学系, 教授 (00402131)
中村 真紀  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 主任研究員 (00568925)
宇田川 信之  松本歯科大学, 歯学部, 教授 (70245801)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2022-03-31
キーワード癌骨転移 / 抗癌剤 / 抗破骨細胞薬 / カーボンファイバー / カーボンナノホーン / Drug delivery system
研究実績の概要

がん骨転移環境下では、破骨細胞の働きが活性化され、骨吸収に伴う疼痛や骨脆弱性の増加がみられ、溶解された骨基質成分によりがん細胞が増殖し進展する。そこで、破骨細胞をターゲットとした抗破骨細胞薬であるビスホスホネート(BP)での治療が重要となるが、BPは生体において吸収が悪く、重篤な副作用の報告例がある。そのため局所に低侵襲で効率的に作用するdrug delivery systemとして、BPをカーボンナノホーン(CNH)にリン酸カルシウムを介して複合化させたナノ複合体を作製した。その複合体を用いてPrimary破骨細胞での細胞実験、骨粗鬆症モデルやがん骨転移モデルでの動物実験を行い、有効性を評価した。
マウス脛骨の骨髄より作製した破骨細胞に対してナノ複合体を暴露した結果、BP単独暴露と比較して有意な細胞増殖の抑制を示した。またナノ複合体の細胞内取り込みを透過型電子顕微鏡で観察した所、リソソームに蓄積していることが明らかになった。
また動物実験で、Wistar雌性ラットの卵巣を摘出し骨粗鬆症モデルを作製した。十分な骨密度の低下を確認した後、脛骨にサンプルを注入し骨再生を評価した。その結果、CT撮影評価において、BP局所単回投与群と比較して、ナノ複合体投与群は術後12週に至るまで全骨密度の改善が見られた。また骨組織標本評価においても十分な線維性骨組織の増加を確認した。
さらに乳がん細胞株であるWalker256をラットの脛骨に注入しがん骨転移モデルを作製した。がん細胞の定着を確認した後、BPまたはナノ複合体を注入し腫瘍組織、骨組織の評価を行った。術後4週時のCT撮影評価において、BP局所単回投与群ではがん細胞の増殖を抑制できず、大きな骨破壊が観察された。一方ナノ複合体投与群では、骨破壊がほとんど見られず、骨組織標本評価においても腫瘍抑制効果と正常な骨組織が維持されていることを確認した。

現在までの達成度 (段落)

令和3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

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2021 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 4件)

  • [国際共同研究] Chonnam National University(韓国)

    • 国名
      韓国
    • 外国機関名
      Chonnam National University
  • [雑誌論文] Ibandronate-Loaded Carbon Nanohorns Fabricated Using Calcium Phosphates as Mediators and Their Effects on Macrophages and Osteoclasts2021

    • 著者名/発表者名
      Nakamura Maki、Ueda Katsuya、Yamamoto Yumiko、Aoki Kaoru、Zhang Minfang、Saito Naoto、Yudasaka Masako
    • 雑誌名

      ACS Applied Materials & Interfaces

      巻: 13 ページ: 3701~3712

    • DOI

      10.1021/acsami.0c20923

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Isolated lymphatic vessel lumen perfusion system for assessing nanomaterial movements and nanomaterial-induced responses in lymphatic vessels2021

    • 著者名/発表者名
      Kuroda Chika、Ajima Kumiko、Ueda Katsuya、Sobajima Atsushi、Yoshida Kazushige、Kamanaka Takayuki、Sasaki Jun、Ishida Haruka、Haniu Hisao、Okamoto Masanori、Aoki Kaoru、Kato Hiroyuki、Saito Naoto
    • 雑誌名

      Nano Today

      巻: 36 ページ: 101018~101018

    • DOI

      10.1016/j.nantod.2020.101018

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Biokinetic Evaluation of Contrast Media Loaded Carbon Nanotubes Using a Radiographic Device2021

    • 著者名/発表者名
      Takasaka Mieko、Kobayashi Shinsuke、Usui Yuki、Haniu Hisao、Tsuruoka Shuji、Aoki Kaoru、Saito Naoto
    • 雑誌名

      Toxics

      巻: 9 ページ: 331~331

    • DOI

      10.3390/toxics9120331

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Antitumor Effect of Sclerostin against Osteosarcoma2021

    • 著者名/発表者名
      Ideta Hirokazu、Yoshida Kazushige、Okamoto Masanori、Sasaki Jun、Kito Munehisa、Aoki Kaoru、Yoshimura Yasuo、Suzuki Shuichiro、Tanaka Atsushi、Takazawa Akira、Haniu Hisao、Uemura Takeshi、Takizawa Takashi、Sobajima Atsushi、Kamanaka Takayuki、Takahashi Jun、Kato Hiroyuki、Saito Naoto
    • 雑誌名

      Cancers

      巻: 13 ページ: 6015~6015

    • DOI

      10.3390/cancers13236015

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Evaluation of MC3T3-E1 Cell Osteogenesis in Different Cell Culture Media2021

    • 著者名/発表者名
      Izumiya Makoto、Haniu Miyu、Ueda Katsuya、Ishida Haruka、Ma Chuang、Ideta Hirokazu、Sobajima Atsushi、Ueshiba Koki、Uemura Takeshi、Saito Naoto、Haniu Hisao
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 22 ページ: 7752~7752

    • DOI

      10.3390/ijms22147752

    • 査読あり / オープンアクセス

URL: 

公開日: 2022-12-28  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi