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2009 年度 実績報告書

パルス超音波と微小気泡を用いたin vivoソノポレーション法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 20240053
研究機関北海道大学

研究代表者

工藤 信樹  北海道大学, 大学院・情報科学研究科, 准教授 (30271638)

研究分担者 鈴木 亮  帝京大学, 薬学部, 助教 (90384784)
キーワードソノポレーション / 超音波治療 / 遺伝子導入 / ドラッグデリバリ / 微小気泡 / タイムラプス観察 / 光ピンセット / ターゲティング気泡
研究概要

●相転移温度が異なる6種類の脂質二重膜をシェルとする微小気泡(バブルリポソーム)を作成した.また,その動特性を気泡懸濁液の音圧依存性減衰の測定により評価し,ソノポレーションに最適な膜組成の決定に関する指針を得た.
●大きさの異なる2種類の気泡(ミクロンオーダ,サブミクロンオーダ)を用いたソノポレーションによって生じる膜損傷を光顕と電顕で観察し,細胞膜損傷の程度が気泡の大きさに依存して増大することを確認した.また,気泡が細胞に接触した状態では,従来ソノポレーション効率が高いとされていた比較的大きな造影剤気泡(例えばOptison,約5μm)が細胞に致死的な損傷をもたらすことを確認した.
●血栓とヒト前立腺がん細胞を対象とするターゲット気泡を開発し,標的とする細胞にのみ選択的に付着することを培養細胞を用いて確認した.本研究で提案しているソノポレーション手法では気泡が接触する気泡にのみ効果が得られるため,このことの重要性は高い.
●これまで我々が検討に用いてきた前立腺がん細胞(PC-3)は,抗がん剤が効きにくい種類であることが判明したので,細胞を前立腺がん細胞(LNCaP)に変更することとし,我々の実験に向けた培養法を確立した.
●ソノポレーション後最大24時間に渡って細胞を生かしたまま連続観察できる観察用チャンバを開発し,抗がん剤によるアポトーシスの発生状況の長時間連続観察手法を確立した.
●光ピンセットの光ビームを2本用いることにより直径3-5μm程度の気泡を捕捉,移動できることを確認し,ソノポレーションを行った.その結果,この大きさでは,細胞に致死的な損傷を与える頻度が高いことが確認された.今後より小さな気泡の捕捉を目指した検討を行う.

  • 研究成果

    (19件)

すべて 2010 2009

すべて 雑誌論文 (13件) (うち査読あり 11件) 学会発表 (6件)

  • [雑誌論文] Effects of phase transition of a lipid bilayer on dynamics of bubble liposomes2010

    • 著者名/発表者名
      Kudo, N.
    • 雑誌名

      IEEE Ultrasonics Symposium Proceedings 2009 2009(in print)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Modulation control over ultrasound-mediated gene delivery : Evaluating the importance of standing waves2010

    • 著者名/発表者名
      Hassan, M.A.
    • 雑誌名

      J.Controlled Release 141

      ページ: 70-76

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Enhanced laminin-derived peptide AG73-mediated liposomal gene transfer by bubble liposomes and ultrasound2010

    • 著者名/発表者名
      Negishi, Y.
    • 雑誌名

      Mol Pharm. 7

      ページ: 217-226

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Enhanced transfection efficiency into macrophages and dendritic cells by a combination method using mannosylated lipoplexes and bubble liposomes with ultrasound exposure2010

    • 著者名/発表者名
      Un, K.
    • 雑誌名

      Hum Gene Ther. 21

      ページ: 65-74

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cancer gene therapy by IL-12 gene delivery using liposomal bubbles and tumoral ultrasound exposure2010

    • 著者名/発表者名
      Suzuki, R.
    • 雑誌名

      J.Control Release 142

      ページ: 245-250

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effective in vitro and in vivo gene delivery by the combination of liposomal bubbles(bubble liposomes)and ultrasound exposure2010

    • 著者名/発表者名
      Suzuki, R.
    • 雑誌名

      Methods Mol Biol. 605

      ページ: 473-486

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 超音波造影剤気泡のダイナミクスと生体への作用2010

    • 著者名/発表者名
      工藤信樹
    • 雑誌名

      肝胆膵 60

      ページ: 347-353

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sonoporation by single-shot pulsed ultrasound with microbubbles adjacent to cells2009

    • 著者名/発表者名
      Kudo, N.
    • 雑誌名

      Biophysical Journal 96

      ページ: 4866-4876

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A novel strategy utilizing ultrasound for antigen delivery in dendritic cell-based cancer immunotherapy2009

    • 著者名/発表者名
      Suzuki, R.
    • 雑誌名

      J.Controlled Release 133

      ページ: 198-205

    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-intensity focused ultrasound induced apoptosis with caspase 3, 8, and 9/6 activation in rat hepatoma2009

    • 著者名/発表者名
      Hirokawa, N.
    • 雑誌名

      Journal of Medical Ultrasonics 36

      ページ: 177-185

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Low-intensity ultrasound adjuvant therapy : enhancement of doxorubicininduced cytotoxicity and the acoustic mechanisms involved2009

    • 著者名/発表者名
      Kondo, T.
    • 雑誌名

      Journal of Medical Ultrasonics 36

      ページ: 61-68

    • 査読あり
  • [雑誌論文] パルス超音波照射による期外収縮発生の機序に関する培養心筋細胞を用いた検討2009

    • 著者名/発表者名
      山本将也
    • 雑誌名

      日本超音波医学会基礎研究会資料 2009

      ページ: 28-33

  • [雑誌論文] 微小気泡を用いたソノポレーションにおける細胞膜の損傷・修復と気泡種の関連2009

    • 著者名/発表者名
      八木智史
    • 雑誌名

      日本超音波医学会基礎研究会資料 2009

      ページ: 17-22

  • [学会発表] 超音波応答性リポソームの開発とがん治療への応用(特別講演)2010

    • 著者名/発表者名
      鈴木亮
    • 学会等名
      平成21年度第3回超音波分子診断治療研究会
    • 発表場所
      福岡(福岡大学)
    • 年月日
      2010-03-06
  • [学会発表] 新しいシュリーレン法を用いた医用超音波音場の可視化(招待講演)2009

    • 著者名/発表者名
      工藤信樹
    • 学会等名
      日本音響学会
    • 発表場所
      郡山(日本大学)
    • 年月日
      20090915-20090917
  • [学会発表] 超音波照射下での微小気泡のふるまいと細胞への作用の観察(招待講演)2009

    • 著者名/発表者名
      工藤信樹
    • 学会等名
      第2回超音波とマイクロバブルの相互作用に関するシンポジウム
    • 発表場所
      東京都(産業技術総合研究所臨海副都心センター)
    • 年月日
      2009-12-17
  • [学会発表] リポソーム型微小気泡(バブルリポソーム)の超音波がん遺伝子治療への応用(招待講演)2009

    • 著者名/発表者名
      鈴木亮
    • 学会等名
      第2回超音波とマイクロバブルの相互作用に関するシンポジウム
    • 発表場所
      東京都(産業技術総合研究所臨海副都心センター)
    • 年月日
      2009-12-17
  • [学会発表] 超音波がん温熱療法への応用に向けた超音波感受性ナノ微粒子の開発(招待講演)2009

    • 著者名/発表者名
      鈴木亮
    • 学会等名
      第3回NEDO特別講座DDSシンポジウム「次世代DDSが切り拓く未来医療」
    • 発表場所
      東京(東京女子医科大学)
    • 年月日
      2009-12-12
  • [学会発表] 微小気泡のダイナミクス(特別講演)2009

    • 著者名/発表者名
      工藤信樹
    • 学会等名
      第22回日本腹部造影エコー・ドプラ診断研究会
    • 発表場所
      旭川(旭川グランドホテル)
    • 年月日
      2009-04-04

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公開日: 2011-06-16   更新日: 2016-04-21  

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