膜乳化ナノ技術による癌透過性エマルションを用いた耐性阻止分子標的治療の検討

2008 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18390360
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 消化器外科学
• 研究機関: 昭和大学
• 研究代表者: 江里口 正純 昭和大学, 薬学部, 客員教授 (10114406)
• 研究分担者: 高橋 浩之 東京大学, 大学院・工学系研究科原子力国際専攻, 教授 (70216753)
• 連携研究者: 柳衛 宏宣 東京大学, 大学院・工学系研究科原子力国際専攻, 特任准教授 (30212278)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2008
• キーワード: 膜乳化法 / WOWエマルション / 中性子捕捉療法 / ボロン化合物 / ファルモルビシン / 肝動注化学療法

研究概要

膜乳化法という先駆的なナノテクノロジー技術を応用し、癌血管選択的なインテリジェントデリバリーシステムを開発するための基礎研究を行った。我々が現在までに進めている中性子捕捉療法(BNCT)はボロン原子と熱中性子の核反応により細胞障害を生じる(^<10>B+^1n→^7Li+^4He(α)+2.31MeV)。その反応飛呈は約10μmであり、ボロン原子を腫瘍選択的に集積できれば、周囲の正常組織を傷害せずに癌細胞を選択的に破壊することが出来る。我々は、難治癌のひとつである肝細胞癌に対して中性子捕捉療法を応用すべく、VX-2ウサギ肝腫瘍モデルに対し、ボロンキャリアーとしてWOWエマルジョンを用いることにより癌組織選択的にボロン原子を集積することに成功した。Na_2^<10>B_<12>H_<11>SH(BSH)水溶液とLipiodolのエマルションをシラス多孔質ガラスフィルター(SPG膜)を通しボロン封入WOWエマルションを作製した。このエマルションをVX-2ウサギ肝腫瘍モデルに対して固有肝動脈より投与し、ICP-Masspectroscopy腫瘍組織および正常肝組織におけるボロン濃度を測定し、さらに組織学的検討を行った。ボロン封入WOWエマルションを肝動注1, 3, 7日後の腫瘍組織におけるボロン濃度はそれぞれ141ppm、61ppm、28ppmであり対照群のボロンLipiodol混和液の肝動注1, 3, 7日後の腫瘍組織におけるボロン濃度はそれぞれ58ppm、24ppm、9ppmであった。 組織学的にWOWエマルション投与群では腫瘍組織においてLipiodol混和液よりのサイズの小さい均一な脂肪滴を認めた。さらに、電顕像においてWOWエマルション投与群では腫瘍細胞内にWOWエマルションの取り込み像を認めた。以上の結果より、肝臓癌において癌選択的にボロン原子を集積させるにはWOWエマルションがより優れている事がわかり、中性子捕捉療法におけるボロンキャリアーとして応用が可能である。
原発性肝癌の治療においては肝切除が行える症例は約30%と少なく、術前・後に施行される肝動注化学療法では抗癌剤とリピオドールを混和して注入するが、この手法では抗癌剤は容易にリピオドールと分離し腫瘍内に貯留していない現状であり、標準治療の確立が急務である。我々は2段階膜乳化法というWOWエマルションのサイズをマイクロ~ナノオーダーまで個別のサイジング可能な最新の手法を用いて、臨床応用を目指しGLPレベルのエピルビシン封入WOWエマルションを作製し前臨床試験を施行中である。南九州に存在するシラスを用いて熱および酸処理することによりシラス多孔質ガラスフィルター(SPG膜)を開発した。このSPG膜を用いて、エピルビシン封入WOWエマルションを作製した。我々が作製したWOWエマルションは約70μmに均一なサイジングができており現在までに約10ヶ月間安定性を確認している。このエピルビシン封入WOWエマルションをウサギVX-2肝腫瘍モデルに肝動注した場合に著明な腫瘍増殖抑制効果を認めた。HE染色・脂肪染色により腫瘍組織におけるリピオドールの沈着を認め、電子顕微鏡像において腫瘍細胞内にWOWエマルションの集積像を認めることもできた。腫瘍細胞へのエピルビシンの集積はWOWエマルションを用いて増加しEndocytosisの機序も考えられる。このWOWエマルションを用いての肝臓癌に対する標準治療への応用が期待できる。

研究成果

• [雑誌論文] Application of drug delivery system to boron neutron capture therapy for cancer (2008)
  • 著者名/発表者名: Yanagie H, Ogata A, Sugiyama H, Eriguchi M, Takamoto S, Takahashi H
  • 雑誌名: Expert Opin Drug Deliv 5, 4 ページ: 427-443
• [雑誌論文] Antitumour effect of polyoxomolybdates : induction of apoptotic cell death and autophagy in in vitro and in vivo models (2008)
  • 著者名/発表者名: Ogata A, Yanagie H, Ishikawa E, Morishita Y, Mitsui S, Yamashita A, Hasumi K, Takamoto S, Yamase T, Eriguchi M.
  • 雑誌名: Br J Cancer 98, 2 ページ: 399-409
• [雑誌論文] Highly efficient in vivo gene transfection by plasmid/PEI complexes coated by anionic PEG derivatives bearing carboxyl groups and RGD peptide (2008)
  • 著者名/発表者名: Sakae M, Ito T, Yoshihara C, Iida-Tanaka N, Yanagie H, Eriguchi M, Koyama Y.
  • 雑誌名: Biomed Pharmacother 62, 7 ページ: 448-453
• [雑誌論文] Intestinal evisceration through the anus caused by fragile rectal wall (2008)
  • 著者名/発表者名: Furuya Y, Yasuhara H, Naka S, Yamazaki K, Yanagie H, Wakahara T, Akimoto H.
  • 雑誌名: Int J Colorectal Dis 23, 7 ページ: 721-722
• [雑誌論文] Effective anti-tumor activity of oxaliplatin encapsulated in transferrin-PEG-liposome (2008)
  • 著者名/発表者名: Suzuki R, Takizawa T, Kuwata Y, Mutoh M, Ishiguro N, Utoguchi N, Shinohara A, Eriguchi M, Yanagie H, Maruyama K.
  • 雑誌名: Int J Pharm 346 ページ: 143-150
• [雑誌論文] Evaluation of neutron dosimetry on pancreatic cancer phantom model for appication of intraoperative boron neutron-capture therapy (2007)
  • 著者名/発表者名: Yanagie H, Sakurai Y, Ogura K, Kobayashi T, Furuya Y, Sugiyama H, Kobayashi H, Ono K, Nakagawa K, Takahashi H, Nakazawa M, Eriguchi M
  • 雑誌名: Biomed Pharmacother 61, 8 ページ: 505-514
• [雑誌論文] Antitumor activity of polyoxomolybdate, [NH3Pri]6 [Mo7O24]・3H2O, against, human gastric cancer model (2006)
  • 著者名/発表者名: S. Mitsui, A. Ogata, H. Yanagie, H. Kasano, T. Hisa, T. Yamase and M. Eriguchi
  • 雑誌名: Biomedicine & Pharmacotherapy 20 ページ: 353-358
• [雑誌論文] Anticancer activity of polyoxomolybdate (2006)
  • 著者名/発表者名: H. Yanagie, A. Ogata, S. Mitsui, T. Hisa, T. Yamase and M. Eriguchi
  • 雑誌名: Biomedicine & Pharmacotherapy 60 ページ: 349-352
• [雑誌論文] Application of boron-entrapped stealth lipsomes to inhibition of growth of Tumour cells in the in vivo boron neutron-capture therapy model (2006)
  • 著者名/発表者名: Yanagie H, Maruyama K, Takizawa T, Ishida O, Ogura K, Matsumoto T, Sakurai Y, Kobayashi T, Shinohara A, Rant J, Skvarc J, Ilic R, Kuhne G, Chiba M, Furuya Y, Sugiyama H, Hisa T, Ono K, Kobayashi H, Eriguchi M
  • 雑誌名: Biomedicine & Pharmaco- therapy 60 ページ: 43-50
• [雑誌論文] Gene transfer by DNA/mannosylated chitosan complexes into mouse peritoneal macrophages (2006)
  • 著者名/発表者名: Hashimoto M, Morimoto M, Saimoto H, Shigemasa Y, Yanagie H, Eriguchi M, Sato T
  • 雑誌名: Biotechnol Lett 28, 11 ページ: 815-821
• [雑誌論文] Application of Boron-Entrapped WOW Emulsion as boron delivery carrier for boron neutron capture therapy on VX-2 rabbit hepatic cancer model (2006)
  • 著者名/発表者名: Yanagie H, Higashi S, Ikushima I, Nishimura R, Mizumachi R. Murata Y, Morishita Y, Kajiyama T, Shinohara A. and Eriguchi M
  • 雑誌名: European Journal of Surgical Oncology 32, 11 ページ: S19
• [雑誌論文] Feasible Evaluation of Neutron Capture Therapy for Local Recurrenced Breast Cancer
  • 著者名/発表者名: H. Yanagie, H. Kumada, Y. Sakurai, T. Nakamura, Y. Furuya, H. Sugiyama, K. Ono, S. Takamoto, M. Eriguchi, and H. Takahashi
  • 雑誌名: Applied Radiation & Isotopes (in press)
• [雑誌論文] Tumor growth suppression by adenovirus-mediated introduction of a cell growth suppressing gene tob in a pancreatic cancer mode
  • 著者名/発表者名: Yanagie H, Tanabe T, Sumimoto H, Sugiyama H, Matsuda S, Nonaka Y, Ogiwara N, Sasaki K, Tani K, Takamoto S
  • 雑誌名: Biomed Pharmacother (in press)
• [雑誌論文] Improvement of sensitivity to platinum compound with siRNA knockdown of upregulated genes in platinum complex-resistant ovarian cancer cells in vitro
  • 著者名/発表者名: Yanagie H, Hisa T, Ogata A, Miyazaki A, Nonaka Y, Nishihira T, Osada I, Sairennji T, Sugiyama H, Furuya Y, Kidani Y, Takamoto S, Takahashi H, Eriguchi M
  • 雑誌名: Biomed Pharmacother (in press)
• [雑誌論文] 癌抑制遺伝子癌細胞内導入療法
  • 著者名/発表者名: 柳衛宏宣
  • 雑誌名: 日本臨床 (印刷中)
• [学会発表] Feasible Evaluation of Neutron Capture Therapy for Local Recurrenced Breast Cancer (2008)
  • 著者名/発表者名: Yanagie H, Kumada H, Sakurai Y, Furuya Y, Sugiyama H, Ono K, Takamoto S, Eriguchi M, and Takahashi H
  • 学会等名: 3th ICNCT
  • 発表場所: Florence, Italy
  • 年月日: 20081100
• [学会発表] Inhibition of Tumor Growth of Mouse Colon Cancer Cell Line by Boron Neutron Capture Therapy & Immunotherapy (2008)
  • 著者名/発表者名: Yanagie H, Kakimi K, Hosoi A, Ogata A, Sakurai Y, Mouri K, Eguchi K, Morishita Y, Shinohara A, Sugiyama H, Takamoto S, Eriguchi M, and Takahashi H
  • 学会等名: 13th ICNCT
  • 発表場所: Florence, Italy
  • 年月日: 20081100
• [学会発表] Accumulation of Boron Compounds to Tumor with Intrarterial Administration of Boron Entrapped Water-in-Oil-in-Water Emulsion by Using Neutron Capture Autoradiography (2008)
  • 著者名/発表者名: Yanagie H, Mikado S, Yasuda N, Higashi S, Ikushima I, Mizumachi R, Murata Y, Morishita Y, Shinohara A, Ogura K, Sugiyama H, Takamoto S, Eriguchi M, and Takahashi H
  • 学会等名: 3th ICNCT
  • 発表場所: Florence, Italy
  • 年月日: 20081100
• [学会発表] Application of Epirubicin Entrapped WOW Emulsion by Double Emulcification Technique to Arterial-Injection-Chemotherapy for Hepatocellular Carcinoma (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Yanagie, S. Higashi, I. Ikushima, T. Terao, Y. Morishita, R. Nishimura, M. Nagata, T. Nagasaki, K. Kakimi, T. Imagawa, T. Nakashima, K. Arimori, M. Eriguchi, & S. Takamoto
  • 学会等名: 第67回日本癌学会総会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 20081000
• [学会発表] Application of Boron Delivery System to Boron Neutron Capture Therapy for Cancer (2008)
  • 著者名/発表者名: Hironobu Yanagie, Hiroyuki Takahashi
  • 学会等名: GoNERI 1st Memorial International Symposium
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20081000
• [学会発表] Application of Neutron Capture Autoradiography to Boron Delivery Seeking Techniques for Selective Accumulation of Boron Compounds to Tumor with Intrarterial Administration of Boron Entrapped Water-in-oil-in-water Emulsion (2008)
  • 著者名/発表者名: Mikado Shoji, Yanagie Hironobu, Yasuda Nakahiro, Higashi Syushi, Ikushima Ichiro, Mizumachi Ryuji, Murata Yuji, Morishita Yasuyuki, Nishimura Ryouhei, Shinohara Atsuko, Ogura Koichi, Sugiyama Hirotaka, Takamoto Sinichi, Eriguchi Masazumi, Takahashi Hiroyuki
  • 学会等名: ITMNR6
  • 発表場所: Kobe, Japan
  • 年月日: 20080900
• [学会発表] Application of WOW emulsion as Immune-stimulation carrier for cancer therapy (2008)
  • 著者名/発表者名: Hironobu Yanagie, Kazuhiro Kakimi
  • 学会等名: 19th International Congress on Anti Cancer Treatment
  • 発表場所: PARIS, FRANCE
  • 年月日: 20080200
• [学会発表] Selective Enhancement of Boron Accumulation with Boron-Entrapped Water-in-oil-water Emulsion in VX-2 Rabbit Hepatic Cancer Model for BNCT (2006)
  • 著者名/発表者名: Yanagie H, Mizumachi R, Murata Y, Morishita Y, Higashi S, Ikushima I, Nishimura R, Kajiyama T, Ono K, & Eriguchi M
  • 学会等名: 12th ICNCT
  • 発表場所: Takamatsu, Japan
  • 年月日: 20060900