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2018 年度 実績報告書

含ホウ素ナノ粒子による薬物送達と中性子捕捉療法を組み合わせたがん治療法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 17H02738
研究機関京都大学

研究代表者

小松 直樹  京都大学, 人間・環境学研究科, 教授 (30253008)

研究分担者 鈴木 実  京都大学, 複合原子力科学研究所, 教授 (00319724)
石川 善恵  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 (20509129)
天野 創  滋賀医科大学, 医学部, 助教 (20613467)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード腫瘍 / 蛍光 / 生体イメージング / 窒化ホウ素 / ポリグリセロール / ナノシート / 2次元材料
研究実績の概要

前年度は、ホウ素中性子捕捉療法(BNCT)に適用可能なホウ素原子を含む二次元ナノ粒子である六方晶窒化ホウ素(h-BN)のナノシート (BNNS) に光増感剤であるchlorin e6 (Ce6) を担持した複合体(BNNS-Ce6)を合成し、その水分散性を確認したのち、光照射下でのがん細胞に対する高い殺傷能力を確認した。
2018年度は、まず、h-BNをポリグリセロール (PG) により修飾することで、BNNS-PGを合成し、これに蛍光体である Cy7 を担持することにより、BNNS-PG-Cy7へと誘導した。報告者らはナノダイヤモンド、磁性酸化鉄ナノ粒子など各種ナノ粒子のPG修飾とその生物医療応用に関する報告を行ってきた(例えばL. Zhao, N. Komatsu, X. Chen, et al., Adv. Funct. Mater., 24, 5348 (2014); L. Zhao, N. Komatsu, et al., Adv. Funct. Mater., 22, 5107 (2012))。今回、同様の方法論をh-BNに適用することにより、h-BNから1段階でBNNS-PGを合成することに成功した。また、得られたBNNS-PGは、2.0 mg/mLの水分散性を示した。さらに、BNNS-PGにペプチド(octalysine: Lys8)を結合させた後、イオン結合によりインドシアニングリーン(ICG)を担持した。得られたBNNS-PG- Lys8-ICGを担がんマウスの尾静脈に注射し、in vivo 蛍光イメージングを行ったところ、1時間後、肝臓と腸から最も強い蛍光が見られたものの、腫瘍からも蛍光が検出された。しかしながら、今後、ホウ素製剤の腫瘍への選択性をさらに高めていく必要がある。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

上述のように担がんマウスのin vivo 蛍光イメージングまでは行ったものの、その選択性は不十分である、ということが明らかとなった。したがって、中性子線照射実験に進むことはできなかった。

今後の研究の推進方策

ごく最近、蛍光剤である Cy7 で修飾した ND-PG(ND-PG-Cy7)を合成し、それを用いて担がんマウスのin vivo 蛍光イメージングを行ったところ、腫瘍への集積に高い選択性が認められた(F. Yoshino, L. Zhao, N. Komatsu, et al., submitted)。したがって、今年度は、BNNSPG-Cy7を新たに合成し、担がんマウスのin vivo 蛍光イメージングによりがんへの高い集積能を確認したのち、熊取にて、担がんマウスを用いたBNCTを行う。さらに、GdBO3 ナノロッドを合成した Li Zhao准教授(蘇州大学)を招聘して熊取にて中性子照射実験を共同で行う予定である。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2018

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 7件、 招待講演 3件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Dendritic cell-mediated delivery of doxorubicin-polyglycerol-nanodiamond composites elicits enhanced anti-cancer immune response in glioblastoma2018

    • 著者名/発表者名
      T.-F. Li, K. Li, Q. Zhang, C. Wang, Y. Yue, Z. Chen, S.-J. Yuan, X. Liu, Y. Wen, M. Han, N. Komatsu, Y.-H. Xu, L. Zhao,* X. Chen*
    • 雑誌名

      Biomaterials

      巻: 181 ページ: 35-52

    • DOI

      https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2018.07.035

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Monocyte-mediated chemotherapy drug delivery in glioblastoma2018

    • 著者名/発表者名
      C. Wang, K. Li, T.-F. Li, Z. Chen, Y. Wen, X. Liu, X. Jia, Y. Zhang, Y.-H. Xu, M. Han, N. Komatsu, L. Zhao,* X. Chen*
    • 雑誌名

      Nanomedicine

      巻: 13 ページ: 157-178

    • DOI

      10.2217/nnm-2017-0266

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Application of polyglycerol-functionalized nanodiamond to cancer therapy,2018

    • 著者名/発表者名
      Kenta Takayasu, Tsukuru Amano, Fumi Yoshino, Naoki Komatsu
    • 学会等名
      Europeun Materials Research Society Spring Meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] Biomedical Applications of Hexagonal Boron Nitride2018

    • 著者名/発表者名
      Kyouhei Maruyama, Naoki Komatsu
    • 学会等名
      Europeun Materials Research Society Spring Meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] Application of Organic Chemistry to Nanocarbon Materials: From Separation to Biomedical Applications2018

    • 著者名/発表者名
      Naoki Komatsu
    • 学会等名
      2nd Dijon/Nanjing Symposium on Fuctional Macrocyclic Molecules
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] A One-Pot Fabrication of Chlorin e6-loaded MoS2 Nanosheet and Its Application to Photothermal and Photodynamic Combination Cancer Treatment2018

    • 著者名/発表者名
      Naoki Komatsu, Gang Liu, Hongmei Qin, Tsukuru Amano, Fumi Yoshino
    • 学会等名
      NT18
    • 国際学会
  • [学会発表] An efficient and scalable production of 2D material dispersions using hexahydroxytriphenylene as a versatile exfoliant and dispersant2018

    • 著者名/発表者名
      Naoki Komatsu,, Gang Liu
    • 学会等名
      NT18
    • 国際学会
  • [学会発表] Exfoliation of 2D nanosheets and their biomedical applications2018

    • 著者名/発表者名
      Naoki Komatsu
    • 学会等名
      European Advanced Materials Congress
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Non-covalent functionalization of carbon nanotubes for their separation2018

    • 著者名/発表者名
      Naoki Komatsu
    • 学会等名
      European Advanced Materials Congress
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] The influence of nanodiamond size and surface functionality on protein corona formation and subsequent macrophage cellular uptake2018

    • 著者名/発表者名
      Yajuan Zou, Naoki Komatsu
    • 学会等名
      第28回日本MRS年次大会
  • [学会発表] Stable Aqueous Dispersion of Graphene-Based Composite through Direct Graphite Exfoliation with a Photosensitizer and Its Application to Cancer Phototherapy2018

    • 著者名/発表者名
      G. Liu, N. Komatsu
    • 学会等名
      第28回日本MRS年次大会
  • [図書] Carbon Nanomaterials for Bioimaging, Bioanalysis and Therapy2018

    • 著者名/発表者名
      N. Komatsu
    • 総ページ数
      22
    • 出版者
      Wiley
    • ISBN
      978-1-119-37345-2

URL: 

公開日: 2019-12-27  

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