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2018 年度 実施状況報告書

腫瘍への選択的迅速集積と長期滞留を実現する代謝制御型ホウ素送達システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 18K18383
研究機関東京工業大学

研究代表者

野本 貴大  東京工業大学, 科学技術創成研究院, 助教 (00734732)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
キーワード高分子コンジュゲート / ボロノフェニルアラニン / 中性子捕捉療法
研究実績の概要

本年度では、ボロノフェニルアラニンのボロン酸と結合することのできるポリオール構造を有する、様々な物性を持つ高分子を合成し、その高分子とボロノフェニルアラニンから構成されるポリマーコンジュゲートによる腫瘍へのホウ素デリバリーについて研究を行った。特に、高分子コンジュゲートの電荷に着目して研究を進めた。その結果、中性の高分子コンジュゲートについては非常に効率よく腫瘍にホウ素を送達し、血中や正常組織からも速やかに排出された。ポリアニオン系のポリマーコンジュゲートは、腫瘍にホウ素を送達しつつも、分子量が高い場合、血中に滞留しやすいために、最終的な腫瘍と血液中のホウ素濃度比が低下する傾向が見られた。一方、適切に分子量を調節したポリカチオン系の高分子コンジュゲートについては速やかに腎排泄を受けるため、腫瘍へ迅速に集積しながらも血液中からは即座に消失し、高い腫瘍/血液ホウ素濃度比が得られた。以上の結果から、高分子コンジュゲートの電荷がホウ素の体内動態をコントロールするのに重要なパラメータであることが示唆された。また、中性高分子コンジュゲート、カチオン系高分子コンジュゲートについて、皮下腫瘍モデルにおける腫瘍集積・腫瘍滞留性は従来のホウ素薬物よりも飛躍的に優れており、本研究の目指す代謝制御のコンセプトをサポートする結果であった。さらに、中性子捕捉療法の治療効果を検討した結果においても、従来のホウ素薬物よりも極めて優れた効果を示すことが分かった。これらの高分子コンジュゲートは臨床的にも有用であると考えられる。

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

当初の計画通り、高分子の合成を行い、高分子の物性がどのようにホウ素の体内動態に影響するかを明らかにすることに成功している。

今後の研究の推進方策

高分子コンジュゲートの電荷の影響を検討することが出来たので、今後は、ボロン酸とポリオールの結合力がいかに細胞との相互作用や体内動態に影響するかを詳細に検討する。特に、アミノ酸トランスポーターとの相互作用について明らかにしたいと考えている。

次年度使用額が生じた理由

当初計画していた高分子の合成ルートよりも、安価かつ容易に目的物質を合成する新たな方法を見出し、合成実験にかかるコストが大幅に削減された。また、細胞実験と動物実験を迅速に行えるよう各ステップを改善した結果、目的を達成するのに必要な実験のランニングコストを節約することができた。これらの理由により未使用額が生じた。
今年度の研究により、細胞実験・動物実験の効率化が行えたため、翌年度は本資金を活用して生体活性評価の規模を拡大したいと考えている。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 4件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] In vivo rendezvous of small nucleic acid drugs with charge-matched block catiomers to target cancers2019

    • 著者名/発表者名
      Watanabe Sumiyo、Hayashi Kotaro、Toh Kazuko、Kim Hyun Jin、Liu Xueying、Chaya Hiroyuki、Fukushima Shigeto、Katsushima Keisuke、Kondo Yutaka、Uchida Satoshi、Ogura Satomi、Nomoto Takahiro、et al.
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 10 ページ: 1894

    • DOI

      10.1038/s41467-019-09856-w

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Poly(N-isopropylacrylamide)-Based Polymer-Inducing Isothermal Hydrophilic-to-Hydrophobic Phase Transition via Detachment of Hydrophilic Acid-Labile Moiety2018

    • 著者名/発表者名
      Muttaqien Sjaikhurrizal El、Nomoto Takahiro、Takemoto Hiroyasu、Matsui Makoto、Tomoda Keishiro、Nishiyama Nobuhiro
    • 雑誌名

      Biomacromolecules

      巻: 20 ページ: 1493~1504

    • DOI

      10.1021/acs.biomac.8b01465

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of multiple cyclic RGD peptides on tumor accumulation and intratumoral distribution of IRDye 700DX-conjugated polymers2018

    • 著者名/発表者名
      Dou Xuebo、Nomoto Takahiro、Takemoto Hiroyasu、Matsui Makoto、Tomoda Keishiro、Nishiyama Nobuhiro
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 8 ページ: 8126

    • DOI

      10.1038/s41598-018-26593-0

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Epirubicin-loaded polymeric micelles effectively treat axillary lymph nodes metastasis of breast cancer through selective accumulation and pH-triggered drug release2018

    • 著者名/発表者名
      Chida Tsukasa、Miura Yutaka、Cabral Horacio、Nomoto Takahiro、Kataoka Kazunori、Nishiyama Nobuhiro
    • 雑誌名

      Journal of Controlled Release

      巻: 292 ページ: 130~140

    • DOI

      10.1016/j.jconrel.2018.10.035

    • 査読あり
  • [学会発表] Metabolism-controlled boron delivery systems for neutron capture therapy2019

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Nomoto, Yukiya Inoue, Ying Yao, Minoru Suzuki, Kaito Kanamori, Hiroyasu Takemoto, Makoto Matsui, Keishiro Tomoda, Nobuhiro Nishiyama
    • 学会等名
      2019 International Symposium on Nanotechnology
    • 国際学会
  • [学会発表] Metabolism-controlled boron delivery systems composed of boronophenylalanine and functional polymers for neutron capture therapy2018

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Nomoto, Yukiya Inoue, Ying Yao, Minoru Suzuki, Kaito Kanamori, Hiroyasu Takemoto, Makoto Matsui, Keishiro Tomoda, Nobuhiro Nishiyama
    • 学会等名
      The 12th SPSJ International Polymer Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] Metabolism-controlled boron delivery systems composed of p-boronophenylalanine and poly(vinyl alcohol)2018

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Nomoto, Yukiya Inoue, Ying Yao, Minoru Suzuki, Hiroyasu Takemoto, Makoto Matsui, Keishiro Tomoda, Nobuhiro Nishiyama
    • 学会等名
      18th International Congress on Neutron Capture Therapy
    • 国際学会
  • [学会発表] Enhanced tumor-targeted delivery of p-boronophenylalanine using fructose-functionalized polymers for boron neutron capture therapy2018

    • 著者名/発表者名
      Ying Yao, Takahiro Nomoto, Yukiya Inoue, Minoru Suzuki, Makoto Matsui, Hiroyasu Takemoto, Keishiro Tomoda, Nobuhiro Nishiyama
    • 学会等名
      18th International Congress on Neutron Capture Therapy
    • 国際学会
  • [学会発表] 生体適合性機能性高分子によるボロノフェニルアラニンの代謝制御と治療効果の向上2018

    • 著者名/発表者名
      野本貴大、井上透矢、Yao Ying、鈴木実、金盛開人、武元宏泰、松井誠、友田敬士郎、西山伸宏
    • 学会等名
      第15回日本中性子捕捉療法学会学術大会
  • [学会発表] Tumor-targeted delivery of BPA using functional polymers for boron neutron capture therapy2018

    • 著者名/発表者名
      Yao Ying、野本貴大、井上透矢、鈴木実、武元宏泰、松井誠、友田敬士郎、西山伸宏
    • 学会等名
      第34回日本DDS学会学術集会
  • [産業財産権] p-ボロノフェニルアラニン誘導体及びそれを含む組成物、並びにそれらを製造するためのキット2019

    • 発明者名
      西山伸宏、野本貴大、井上透矢、ヤオイン、金盛開人、他
    • 権利者名
      東京工業大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      PCT/JP2019/6158

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公開日: 2019-12-27  

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