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2021 年度 実績報告書

超音波照射で送達率を高める金ナノ粒子放射線増感剤の動物モデル検証

研究課題

研究課題/領域番号 19K08112
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

三澤 雅樹  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 主任研究員 (60358083)

研究分担者 新田 尚隆  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 主任研究員 (60392643)
松本 孔貴  筑波大学, 医学医療系, 助教 (70510395)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード金ナノ粒子 / X線 / 放射線治療 / 活性酸素 / 超音波 / パイロトーシス / 炎症性サイトカイン / 細胞性障害分子パターン
研究実績の概要

H31年度の安定分散法による動物用標的指向型金ナノ粒子合成、R2年度の蛍光標識とin vivo イメージング装置での体内動態観察により、投与経路としてIVよりITでの腫瘍蓄積が高くなる結果となったため、R3年度はIT経路で腫瘍部皮下3方向から金ナノ粒子を濃度6~12㎎/mLで100μL投与、その後集束超音波(強度1.2W/m2)を3分照射射して腫瘍内分散を亢進させ、12時間後に10MVの治療用X線3Gyを4回、合計12Gy照射するプロトコルを策定した。
さらに、X線照射下の金ナノ粒子で、HSP70, HMGB1, S100A9/B9等を含む細胞障害性分子パターン(DAMPs)放出を促進し、炎症性プログラム細胞死(Pyrotosis)を示す結果に基づき、B16メラノーマ細胞を、金ナノ粒子存在化で60Gy照射して積極的にDAMPs生成させた後、透析膜を多段階で使用して質量数30~100 kDa のDAMPsを回収した。この濃縮溶液に、新たに金ナノ粒子を加え、DAMPs吸着の金ナノ粒子を6~12㎎/mLに調整して、B16メラノーマ担癌マウスに、アジュパントを加えて投与、放射線と腫瘍免疫併用効果の検討を行った。
実験では、マウス大腿部の両側にメラノーマを形成し、同量のアジュバント含有金ナノ粒子を投与後、左側のみに集束超音波照射と10MVX線照射を2日おきに3Gyx4回照射した。2回照射後に、金ナノ粒子のブースト投与を行なった結果、X線照射側では、2.8~9.8倍の抗腫瘍効果が確認できた。また、X線非照射側でも、1.2~2.5倍の抗腫瘍効果が観察されたことから、腫瘍免疫による一定の増殖抑制が示唆された。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (2件) 図書 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Radiosensitization Effect of Gold Nanoparticles on Plasmid DNA Damage Induced by Therapeutic MV X-rays.2022

    • 著者名/発表者名
      Yogo K, Misawa M, Shimizu H, Kitagawa T, Hirayama R, Ishiyama H, Yasuda H, Kametaka S, Takami S.
    • 雑誌名

      Nanomaterials

      巻: 12(5) ページ: 771-780

    • DOI

      10.3390/nano12050771

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Enhancement of Cancer Cell-Killing Effects of Boron Neutron Capture Therapy by Manipulating the Expression of L-Type Amino Acid Transporter 12021

    • 著者名/発表者名
      Ohnishi K, Misawa M, Sikano N, Nakai K, Suzuki M
    • 雑誌名

      Radiat Res.

      巻: 1;196(1) ページ: 17-22

    • DOI

      10.1667/RADE-20-00214.1

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of Particle Types on Reactive Oxygen Species Production in Anti-infective System with Ultrasound Stimulation2021

    • 著者名/発表者名
      Naotaka Nitta, Akio Kaya, Masaki Misawa, Koji Hyodo
    • 雑誌名

      IEEJ Transactions on Electrical and Electronic Engineering

      巻: 16-11 ページ: 1547-1549

    • DOI

      10.1002/tee.23460

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 金ナノ粒子放射線増感剤開発の最新動向2021

    • 著者名/発表者名
      三澤 雅樹
    • 雑誌名

      月刊 化学工業

      巻: 72-4 ページ: 220-229

  • [学会発表] 光学素子を用いたX線イメージング法に関する研究2022

    • 著者名/発表者名
      安本 正人、三澤 雅樹、髙根澤 伸斗、佐藤昌憲
    • 学会等名
      2021年度計量標準総合センター成果発表会(オンライン)
  • [学会発表] マルチモダリティ音速測定法の開発と軟骨評価への応用2021

    • 著者名/発表者名
      新田 尚隆、三澤 雅樹、沼野 智一
    • 学会等名
      日本超音波医学会第94回学術集会(オンライン)
  • [図書] 医療機器開発ハンドブック2022

    • 著者名/発表者名
      山根 隆志、大森 健一、岡崎 義光、梶谷 勇、田倉 智之、嶽北 和宏、鎮西 清行、新田 尚隆、沼野 智一、袴塚 康治、廣瀬 志弘、本間 一弘、三澤 雅樹、葭仲 潔
    • 総ページ数
      280
    • 出版者
      森北出版
    • ISBN
      978-4-627-69171-1
  • [産業財産権] エックス線診療車2021

    • 発明者名
      三澤 雅樹、鷲尾 利克、新田 尚隆他
    • 権利者名
      国立研究開発法人産業技術総合研究所
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2021-096686

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公開日: 2022-12-28  

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