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2018 年度 実施状況報告書

ナノ粒子を用いた、癌原発巣-転移巣CT検出と、放射線遠達効果による転移巣の治療法

研究課題

研究課題/領域番号 17K10489
研究機関岩手医科大学

研究代表者

原田 聡  岩手医科大学, 医学部, 講師 (20244931)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2022-03-31
キーワードRadiation / Drug delivery system / Abscopal effect / Hyaluronic acid / Immunotherapy / Microprobe
研究実績の概要

放射線により、HMGB1, anti-CD47 siRNA, anti-PD-L1を放出するParticleを、ヒアルロン酸-プロタミンの静電気的結合を利用してヒアルロン酸-プロタミンParticleを作成した。これらをアルロン酸-アルギン酸溶液に混和後、径500 nm孔のフィルターを介して、塩化カルシウム-塩化第二鉄溶液中に噴霧することにより、ヒアルロン酸-プロタミンParticleを、径475 ± 23 nmのヒアルロン酸-アルギン酸マイクロカプセル中に封入した。
上記パーティクルを生理的食塩水中に浮遊させ、放射線を照射したところ、放射線10Gyの照射により、HMGB1, anti-CD47 siRNA, anti-PD-L1が、それぞれ、78%、62%、74%放出されることが、PIXE法、およびmicro PIXE camera法により確認された。
本パーティクルを、左下腿に乳がん腫瘍 MM48腫瘍を移植したマウスに、尾静脈から注入し、9時間後に、脳、肺、腎、肝、脾、腫瘍に捕捉されたパーテイクルを
micro PIXE法により観察した。結果、パーティクルは、脳、肺、腎、肝、脾、腫瘍よりも有意に腫瘍に優先的に捕捉され、分配されたパーティクルに放射線を照
射したところ、HMGB1, anti-CD47 siRNA, anti-PD-1が放出されることが確認された。放出されたHMGB1はDendritic cells活性化し、活性化されたDC は放射線照射により放出されたtumor specific antigen、およびproteinを分析後、CD8+T-cellを感作する事が期待された。感作されたリンパ球は、anti-CD47 siRNAにより“Don’t eat me signal”が鎮静化された原発腫瘍や転移を攻撃する事が予測され、抗腫瘍効果や転移巣治療効果増強が期待された。

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

平成29年度はヒアルロン酸-プロタミンをHMGB1, anti-CD47 siRNA, anti-PD-L1抗体溶液中で、静電気的に結合させ、Particleが生成する事を明らかにした。平成29年度は、本パーティクルをCoatsome-EL-010内に封入していたが、CoatsomeではParticle径が742 ± 13 nmと大きすぎ、脳、肺、腎、肝、脾、腫瘍へのparticleの捕捉が起きてしまい、その分、腫瘍への分配が減少していた平成30年度は、Particleを微細化するため、をアルロン酸-アルギン酸溶液に混和後、径500 nm孔のフィルターを介して、塩化カルシウム-塩化第二鉄溶液中に噴霧することにより、ヒアルロン酸-プロタミンParticleを、径475 ± 23 nmのヒアルロン酸-アルギン酸マイクロカプセル中に封入する事に成功した本カプセルからは放射線に反応して、HMGB1, anti-CD47 siRNA, anti-PD-L1抗体が放出されているのが確認され、カプセルを左下腿に乳がん腫瘍 MM48腫瘍を移植したマウスに尾静脈から注入すると脳、肺、腎、肝、脾、腫瘍への捕捉数低下と腫瘍への捕捉上昇が観察された。

今後の研究の推進方策

平成30年度で開発した、腫瘍により優先的に捕捉された後、放射線照射に反応して、HMGB1, anti-CD47 siRNA, anti-PD-1を放出するParticleが、免疫療法にどの様に影響するかを検討する。
anti-CD47 siRNAとanti-PD-L1抗体が腫瘍のCD-47シグナル(don't eat me signal)、およびPD-L1抗原をを阻害するか否かを、免疫染色、Flow cytometryにより観察
する。さらに、放射線により放出されたHMGB1による、Dendritic cell (DC)活性化とCD8+T- cellのCross Primingに対する影響を研究する。これら結果から、Abscopal effectによる転移巣治療を研究する。

次年度使用額が生じた理由

実験動物(マウス)購入に際し、マウス単価に一部変動が生じたため、2400円の次年度使用額が生じた。
次年度はマウス購入費用に充てる予定である。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2018

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Encapsulated protamine-hyaluronic acid particles for targeting carboplatin directed by radiation2018

    • 著者名/発表者名
      T. Segawa, S. Harada, S. Ehara, K. Ishii, K. Sera, S. Goto
    • 雑誌名

      International Journal of PIXE,

      巻: 27 ページ: 37-42

    • DOI

      DOI: 10.1142/S0129083518500043

    • 査読あり
  • [学会発表] Nanoparticle imaging and treatment of tumor, through macrophage-based therapy, by radiotherapy-targeted-switching of Tumor-Associated-Macrophages (TAM s) from M2 to M1 phenotype.2018

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Harada
    • 学会等名
      第77回日本医学放射線学会総会
  • [学会発表] Imaging of Primary and Metastatic Tumors and their Treatment through Abscopal Effects and Cancer Immunotherapy using Encapsulated, Radiotherapy-Directed Antigen-Capturing Nanoparticles2018

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Harada
    • 学会等名
      56th Annual Meeting of the American Society for Radiation Oncology (ASTRO
    • 国際学会
  • [学会発表] Imaging and treatment of primary and metastasized tumors through immunotherapy using targeted antigen-capturing nanoparticles with serum amyloid A1 along with radiation and PD-L1 blockade2018

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Harada
    • 学会等名
      104th Scientific Assembly and Annual Meeting of Radiological Society of North America (RSNA)
    • 国際学会

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公開日: 2019-12-27  

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