2018 年度実施状況報告書

ナノ粒子と近赤外線蛍光イメージングを用いた小型肺腫瘍局在診断法の開発

研究課題

研究課題/領域番号	17K10776
研究機関	千葉大学
研究代表者	和田啓伸千葉大学, 大学院医学研究院, 助教 (90514604)
研究分担者	菅波晃子千葉大学, 大学院医学研究院, 助教 (10527922) 吉野一郎千葉大学, 大学院医学研究院, 教授 (40281547)
研究期間 (年度)	2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード	皮下腫瘍マウスモデル / 肺腫瘍マウスモデル / 蛍光イメージング / ナノ粒子
研究実績の概要	平成30年度は、前年度に取り組んだヌードマウス皮下腫瘍モデルを用いて、インドシアニングリーンを組み込んだLiposomally formulated ICG with an alkyl chain (LP-ICG-C18)の腫瘍への集積を確認した。具体的には、ヌードマウス(BALB/c Slc-nu/nu 8週齢雄)に対し、ヒト癌細胞(A549;腺癌) 5.0×10E6個と細胞外気質マトリゲル100uLの混和液を背部皮下に局所注射し、ヌードマウス皮下腫瘍モデルを作成し、腫瘍の長径が10mm以上となった時点で、LP-ICG-C18を経静脈的に投与した。その後、6時間、24時間、2日、4日、7日にin-vivo蛍光発光イメージング（IVIS, LuminaII）を用いて蛍光を観察し、LP-ICG-C18の腫瘍への集積を定量評価した。LP-ICG-C18は経時的に皮下腫瘍への集積し、投与後2日に最も明るい蛍光を発した。一方、背景となる広背筋はLP-ICG-C18投与直後が最も明るかったが、その後、経時的に蛍光は消退した。広背筋をバックグラウンドしたときのSignal-to-background ratioは注射2日後に1.5と最大であった。また、前年度に引き続き、ヌードマウス肺腫瘍モデルの作成にも取り組んだ。具体的には、ヌードマウス(BALB/c Slc-nu/nu 8週齢雄)に対し、ヒト癌細胞(A549;腺癌) 1.0×10E6個と細胞外気質マトリゲル50uLの混和液を気道内投与した。サージカルルーペを使用して、23G金属カテーテルをヌードマウス気管内に挿入し、カテーテルを通して混和液を注入した。手技的にも安定しつつあり、今後、ヌードマウス肺腫瘍モデルに対して、LP-ICG-C18を経静脈的に投与し、LP-ICG-C18の肺腫瘍への集積を検証する予定である。
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30年度は、皮下腫瘍モデルを用いて、LP-ICG-C18の腫瘍への集積を確認できた点では順調であった。しかしその一方で、ヌードマウスの気管内に腫瘍細胞混和液を注入して作成するヌードマウス肺腫瘍モデルの作成において、気管内投与時に窒息や気道損傷により死亡したり、うまく生着せずに投与後にCTで腫瘍が確認できないことなど、腫瘍形成の成功率が低かったために、LP-ICG-C18の肺腫瘍への集積については確認できなかった。今年度後半には手技的に安定し、腫瘍作成率が改善されたため、次年度にはLP-ICG-C18の肺腫瘍への集積について確認する予定である。
今後の研究の推進方策	本研究課題における目的は、LP-ICG-C18が腫瘍に集積する特性を利用して、近赤外線蛍光イメージングを用いて呼吸器外科手術における小型肺悪性腫瘍の局在診断に応用することである。そのために、まずはヒト肺癌細胞株を用いて皮下腫瘍を作成し、LP-ICG-C18が集積するかどうか、また至適用量や至適時間などを明らかにする必要がある。今年度は、皮下腫瘍モデルにLP-ICG-C18 100μlを静脈注射し、その後経時的に蛍光を観察し定量することで、投与後2日が最も傾向が強く、背景との比も大きくなることが明らかになった。来年度は、より実臨床に近づくために、ヒト肺癌細胞株から作成した肺腫瘍を用いて、LP-ICG-C18が集積するかどうかを確認する。このモデルについては、ようやく腫瘍作成率が安定してきたため、近日中に。LP-ICG-C18 100μlを静脈注射し、肺腫瘍への集積の程度や、背景肺との比を明らかにし、 LP-ICG-C18を用いた肺悪性腫瘍の局在診断が可能かどうかを検討していく。
次年度使用額が生じた理由	本年度は皮下腫瘍モデル、肺腫瘍モデルの作成だけでなく、LP-ICG-C18の作成にも費用を要したが、肺腫瘍モデル作成に時間を要し、LP-ICG-C18作成に要した費用が予定よりも大幅に少なかったため、次年度に持ち越しとなった。次年度は、LP-ICG-C18作成のために使用する予定である。