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2018 年度 実施状況報告書

無機ナノ粒子を用いた放射線治療増感効果の最適化の検討

研究課題

研究課題/領域番号 18K07752
研究機関神戸大学

研究代表者

西村 英輝  神戸大学, 医学研究科, 客員准教授 (80444610)

研究分担者 佐々木 良平  神戸大学, 医学部附属病院, 教授 (30346267)
赤坂 浩亮  神戸大学, 医学部附属病院, 特命助教 (20707161)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
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との比較を中心に検討した。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。

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

ナノ粒子の物性評価に関しては、ほぼ100%達成出来ている。Cell-free系でのX線照射によるROS生成量測定に関しても100%達成出来ている。In vitroでのナノ粒子の細胞内取り込みと毒性の評価とIn vivoでのX線照射併用による抗腫瘍効果の検証も一種類の細胞株を用いて確認出来ているが、今後複数の細胞株でも検証できればなお明確になると考えている。

今後の研究の推進方策

過酸化チタンナノ粒子の表面抗原の検討と、ナノ粒子を臨床試験でも使用可能な容易GMP準拠で合成していくことが望まれる。更に非臨床試験をGLP準拠施設で実施し、Phase I 試験を目指す。

次年度使用額が生じた理由

ナノ粒子の取り込みによる細胞内のオルガネラの変化や、エクソソーム放出反応を検討する目的で、超遠心装置とスイングロータを共同購入し、その経費の一部を計上したため。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2018

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] In?vivo tissue distribution and safety of polyacrylic acid-modified titanium peroxide nanoparticles as novel radiosensitizers2018

    • 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
  • [雑誌論文] Gold nanoparticles enhance X?ray irradiation?induced apoptosis in head and neck squamous cell carcinoma in?vitro2018

    • 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] Comparison of dosimetric parameters in the treatment planning of magnetic resonance imaging?based intracavitary image-guided adaptive brachytherapy with and without optimization using the central shielding technique2018

    • 著者名/発表者名
      Nishikawa Ryo、Yoshida Kenji、Ebina Yasuhiko、Omoteda Mayumi、Miyawaki Daisuke、Ishihara Takeaki、Ejima Yasuo、Akasaka Hiroaki、Satoh Hitoaki、Kyotani Katsusuke、Takahashi Satoru、Sasaki Ryohei
    • 雑誌名

      Journal of Radiation Research

      巻: 59 ページ: 316~326

    • DOI

      10.1093/jrr/rry009

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Outcomes of Patients With Primary Sacral Chordoma Treated With Definitive Proton Beam Therapy2018

    • 著者名/発表者名
      Aibe Norihiro、Demizu Yusuke、Sulaiman Nor Shazrina、Matsuo Yoshirou、Mima Masayuki、Nagano Fumiko、Terashima Kazuki、Tokumaru Sunao、Hayakawa Tomokatsu、Suga Masaki、Daimon Takashi、Suzuki Gen、Hideya Yamazaki、Yamada Kei、Sasaki Ryohei、Fuwa Nobukazu、Okimoto Tomoaki
    • 雑誌名

      International Journal of Radiation Oncology*Biology*Physics

      巻: 100 ページ: 972~979

    • DOI

      10.1016/j.ijrobp.2017.12.263

    • 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 function2018

    • 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] Ionizing Radiation Enhances Paracellular Permeability Through Alteration of Intercellular Junctions in Cultured Human Lymphatic Endothelial Cells2018

    • 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
  • [学会発表] In situステルス性獲得にもとづく長期血中滞留性金ナノ粒子内包分子インプリントナノゲルの創製2018

    • 著者名/発表者名
      北山 雄己哉, 山田 託也, 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] 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] Effect of exosome of radiation-induced cervical adenocarcinoma2018

    • 著者名/発表者名
      Sachiko Inubushi, Yoshiko Fujita, Rhohei 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"

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公開日: 2019-12-27  

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