メタルナノ粒子を導入した幹細胞による新規放射線増感療法の基礎的検討

2018 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 17K16442
• 研究機関: 神戸大学
• 研究代表者: 原田 文 神戸大学, 医学研究科, 医学研究員 (50610284)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: ナノ粒子 / 放射線増感

研究実績の概要

申請者らは独自に合成した過酸化チタンナノ粒子がX線照射により活性酸素種（ROS）を生成し、細胞・動物実験で放射線増感効果が得られることを報告した。そこで本研究では、過酸化チタンナノ粒子と金ナノ粒子を用いてその放射線増感効果を中心に検討した。Cell-free系（ナノ粒子と溶媒のみの系）での、双方のナノ粒子にX線を照射し、ROS特異性を持ついくつかの試薬を用いてROSの定量行った。金ナノ粒子では放射線照射によるヒロドキシラジカルの産生が認められたが、過酸化水素の発生は過酸化チタンナノ粒子でより多量に認められた。いずれのナノ粒子においてもスパーオキシドの発生は僅かであった。ナノ粒子の細胞内取り込みと増殖抑制の評価は、ヒト膵臓がん細胞株であるMIAPaCa2細胞を用いて放射線照射と併せて実施した。金ナノ粒子、過酸化チタンナノ粒子では共に細胞内の取り込みは認められたが、放射線照射によるアポトーシスの誘導は金ナノ粒子では僅かであり、過酸化チタンナノ粒子では増強が認められた。コロニーアッセイを用いた細胞増殖抑制効果に関してもアポトーシスの結果と一致して、過酸化チタンナノ粒子でより強く認められた。さらに、双方のナノ粒子をMIAPaCa2を用いたXenograftモデルの腫瘍に対して局注したが、X線照射併用による腫瘍増殖抑制効果は金ナノ粒子に比較して、過酸化チタンナノ粒子でより強く認められた。これらの細胞実験、動物実験の結果は、過酸化チタンナノ粒子による過酸化水素の発生と放射線照射による過酸化水素の更なる発生に起因すると考えられるが、それに反応するようにMIAPaCa2細胞にカタラーゼやグルタチオンなどの抗酸化系酵素の誘導が確認出来た。間葉系幹細胞への導入を試みたが、良好な導入は確認出来なかった。

研究成果

• [雑誌論文] Gold nanoparticles enhance X?ray irradiation?induced apoptosis in head and neck squamous cell carcinoma in?vitro (2018)
  • 著者名/発表者名: Teraoka Shun、Kakei Yasumasa、Akashi Masaya、Iwata Eiji、Hasegawa Takumi、Miyawaki Daisuke、Sasaki Ryohei、Komori Takahide
  • 雑誌名: Biomedical Reports 巻: 9(5) ページ: 415-420
  • DOI: 10.3892/br.2018.1142
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ionizing Radiation Enhances Paracellular Permeability Through Alteration of Intercellular Junctions in Cultured Human Lymphatic Endothelial Cells (2018)
  • 著者名/発表者名: Kishimoto Megumi、Akashi Masaya、Kakei Yasumasa、Kusumoto Junya、Sakakibara Akiko、Hasegawa Takumi、Furudoi Shungo、Sasaki Ryohei、Komori Takahide
  • 雑誌名: Lymphatic Research and Biology 巻: 16 ページ: 390～396
  • DOI: 10.1089/lrb.2017.0072
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stereotactic body radiotherapy for second primary lung cancer and intra-parenchymal lung metastasis in patients previously treated with surgery: evaluation of indications and predictors of decreased respiratory function (2018)
  • 著者名/発表者名: Ishihara Takeaki、Yamada Kazunari、Harada Aya、Yukiue Haruhiro、Tanahashi Masayuki、Niwa Hiroshi、Matsui Takashi、Yokomura Koshi、Ejima Yasuo、Sasaki Ryohei
  • 雑誌名: Acta Oncologica 巻: 57 ページ: 1232～1239
  • DOI: 10.1080/0284186X.2018.1468088
  • 査読あり
• [雑誌論文] In?vivo tissue distribution and safety of polyacrylic acid-modified titanium peroxide nanoparticles as novel radiosensitizers (2018)
  • 著者名/発表者名: Morita Kenta、Suzuki Takahiro、Nishimura Yuya、Matsumoto Kazuhisa、Numako Chiya、Sato Kazuyoshi、Nakayama Masao、Sasaki Ryohei、Ogino Chiaki、Kondo Akihiko
  • 雑誌名: Journal of Bioscience and Bioengineering 巻: 126 ページ: 119～125
  • DOI: 10.1016/j.jbiosc.2018.01.012
  • 査読あり
• [学会発表] 放射線治療のための金ナノ粒子内包分子インプリントポリマーナノゲルの開発 (2018)
  • 著者名/発表者名: 北山 雄己哉, 山田 託也, 木口 健太朗, 吉田 碧衣, 赤坂 浩亮, 西村 勇哉, 五十嵐 一紀, 松本 有, 佐々木 良平, 竹内 俊文
  • 学会等名: 第40回日本バイオマテリアル学会
• [学会発表] 過酸化チタンナノ粒子の併用による放射線増感治療法の開発 (2018)
  • 著者名/発表者名: 西村 勇哉, 森田 健太, 荻野 千秋, 犬伏 祥子, 佐々木 良平, 近藤 昭彦
  • 学会等名: 第34回日本DDS学会
• [学会発表] Effect of exosome of radiation-induced cervical adenocarcinoma (2018)
  • 著者名/発表者名: Sachiko Inubushi, Yoshiko Fujita, Ryohei Sasaki
  • 学会等名: "第10回日本RNAi研究会 第5回日本細胞外小胞学会"
  • 国際学会