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2022 年度 実績報告書

悪性黒色腫に高度に集積するマルチ温熱・放射線セラノスティックス・ナノ粒子の開発

研究課題

研究課題/領域番号 20H03625
研究機関山口大学

研究代表者

中村 教泰  山口大学, 大学院医学系研究科, 教授 (10314858)

研究分担者 太田 啓介  久留米大学, 医学部, 教授 (00258401)
中村 純奈  山口大学, 大学院医学系研究科, 助教 (10821944)
望月 ちひろ  山口大学, 大学院医学系研究科, 助教 (80831875)
水野 拓也  山口大学, 共同獣医学部, 教授 (90398826)
塩浜 康雄  山口大学, 大学院医学系研究科, 助教 (40715017)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード有機シリカナノ粒子 / セラノスティックス / 悪性黒色腫 / 温熱治療 / 放射線治療
研究実績の概要

本研究では独自に開発した有機シリカ粒子技術を駆使し相乗効果が期待される放射線治療と温熱療法の融合と共に、X線と近赤外蛍光を用いた画像診断による“治療と診断の一体化”が可能なマルチ温熱・放射線セラノスティックス・ナノ粒子を開発する。悪性黒色腫を対象として細胞に対して高い結合活性を持つ標的化分子を探索・活用し、粒子の集積性を高める。本研究を通じて革新的な次世代型がん治療法を開発する。
令和4年度は、本粒子の開発において悪性黒色腫の株化細胞であるB16細胞を用いた培養細胞での実験を多角的に行った。放射線治療におけるナノ粒子の増感効果により細胞増殖活性化が有意に低下し、死細胞の割合が2倍以上増加するなど有効性を確認できた。さらに形態学的な多角的評価により核内の遺伝子量の減少やミトコンドリアの膜電位の低下、細胞骨格蛋白の発現変化などナノ粒子による特有の効果を認めた。また温熱治療とその放射線治療との併用による増感効果を評価した。温熱治療では放射線治療とは異なる細胞活性の変化や細胞死を起こし、温熱・放射線治療の併用は有意な治療効果の向上を認めた。B16細胞担がんマウスを作製し、放射線治療と温熱治療の基礎実験と共にナノ粒子による増感効果の評価を進め、生体内における腫瘍細胞に対する粒子の特有の効果や増感効果について評価を進めることができた。さらに悪性黒色腫細胞に対する標的化分子について低分子やペプチドにおいて集積性を高める分子を数種同定し、評価を進めた。そして細胞内局在と治療効果の相関解析のための粒子局在の微細精密観察のため蛍光顕微鏡を用いた構造化照明法による高解像観察と電子顕微鏡観察を融合した相関観察、さらにタイムラプスイメージングとの相関を含めた観察法を確立できた。粒子創生サイクルの確立とその遂行により、悪性黒色腫に対する新たな治療法の開発を進めることができた。

現在までの達成度 (段落)

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (18件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] City of Hope/University of California, Los Angeles(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      City of Hope/University of California, Los Angeles
  • [雑誌論文] Size-dependent distribution of fluorescent thiol-organosilica particles in popliteal lymph nodes of mice2023

    • 著者名/発表者名
      Kuroda Chika、Mochizuki Chihiro、Nakamura Junna、Nakamura Michihiro
    • 雑誌名

      OpenNano

      巻: 9 ページ: 100114~100114

    • DOI

      10.1016/j.onano.2022.100114

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effects of Au States in Thiol-Organosilica Nanoparticles on Enzyme-like Activity for X-ray Sensitizer Application: Focus on Reactive Oxygen Species Generation in Radiotherapy2023

    • 著者名/発表者名
      Mochizuki Chihiro、Nakamura Junna、Nakamura Michihiro
    • 雑誌名

      ACS Omega

      巻: 8 ページ: 9569~9582

    • DOI

      10.1021/acsomega.3c00096

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Analysis of cell nanoparticle interactions and imaging of in vitro labeled cells showing barcorded endosomes using fluorescent thiol-organosilica nanoparticles surface-functionalized with polyethyleneimine2022

    • 著者名/発表者名
      Nakamura Michihiro、Nakamura Junna、Mochizuki Chihiro、Kuroda Chika、Kato Shigeki、Haruta Tomohiro、Kakefuda Mayu、Sato Shun、Tamanoi Fuyuhiko、Sugino Norihiro
    • 雑誌名

      Nanoscale Advances

      巻: 4 ページ: 2682~2703

    • DOI

      10.1039/d1na00839k

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Surface Functionalization of Organosilica Nanoparticles With Au Nanoparticles Inhibits Cell Proliferation and Induces Cell Death in 4T1 Mouse Mammary Tumor Cells for DNA and Mitochondrial-Synergized Damage in Radiotherapy2022

    • 著者名/発表者名
      Mochizuki Chihiro、Kayabe Yukihito、Nakamura Junna、Igase Masaya、Mizuno Takuya、Nakamura Michihiro
    • 雑誌名

      Frontiers in Chemistry

      巻: 10 ページ: 907642~907642

    • DOI

      10.3389/fchem.2022.907642

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Preparation of Fetal Bovine Serum Copper Phosphate Hybrid Particles under Cell Culture Conditions for Cancer Cell Treatment2022

    • 著者名/発表者名
      Mochizuki Chihiro、Nakamura Junna、Nakamura Michihiro
    • 雑誌名

      ACS Omega

      巻: 7 ページ: 29495~29501

    • DOI

      10.1021/acsomega.2c04096

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 機能性有機シリカナノ粒子を用いた CLEM の開発2023

    • 著者名/発表者名
      春田 知洋, 中村 教泰
    • 学会等名
      第128回日本解剖学会総会
  • [学会発表] マクロファージの選択的取込とエンドソーマル・ソーティングの蛍光ナノイメージング2023

    • 著者名/発表者名
      中村教泰, 中村純奈, 望月ちひろ
    • 学会等名
      第128回日本解剖学会総会
  • [学会発表] 多機能ナノ粒子のサイズと表面構造によるマクロファージのミトコンドリア活性の制御2023

    • 著者名/発表者名
      中村純奈, 望月ちひろ, 塩浜康雄, 中村教泰
    • 学会等名
      第128回日本解剖学会総会
  • [学会発表] 蛍光細胞イメージングを用いた金ナノ粒子表面機能化有機シリカナノ粒子の4T1マウス乳がん細胞株への放射線治療効果の検討2023

    • 著者名/発表者名
      望月ちひろ, 中村純奈, 中村教泰
    • 学会等名
      第128回日本解剖学会総会
  • [学会発表] Macrophage Specificity: Imaging and Characterization of Interaction between Macrophages and Fluorescent Organosilica Nanoparticles Depending on Surface Structure and Size2023

    • 著者名/発表者名
      Michihiro Nakamura
    • 学会等名
      Biophysical Society 67th Annual Meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] 多機能ナノ粒子による 細胞機能制御と新しい医学2023

    • 著者名/発表者名
      中村教泰
    • 学会等名
      第6回ナノ材料科学・応用研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] Multifunctional Organosilica Nanoparticles For Long-Term And Real-Time In Vivo Imaging2022

    • 著者名/発表者名
      Michihiro Nakamura, Junna Nakamura, Chihiro Mochizuki
    • 学会等名
      15th International Symposium on Nanomedicine(ISNM2022)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 蛍光細胞イメージングによる金ナノ粒子表面機能化有機シリカナノ粒子の4T1マウス乳がん細胞株への放射線治療効果の評価2022

    • 著者名/発表者名
      望月ちひろ, 中村純奈, 中村教泰
    • 学会等名
      日本解剖学会 第76回中国・四国支部学術集会
  • [学会発表] ペルオキシダーゼ様活性を有するウシ胎児血清-リン酸銅ハイブリッド粒子触媒の細胞培養条件下での調製と細胞傷害活性の評価2022

    • 著者名/発表者名
      望月ちひろ, 中村純奈, 中村教泰
    • 学会等名
      第130回触媒討論会
  • [学会発表] 機能性有機シリカナノ粒子を用いた CLEM の開発2022

    • 著者名/発表者名
      春田 知洋, 中村 教泰
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会 第78回学術講演会
  • [備考] 山口大学大学院医学系研究科 器官解剖学講座

    • URL

      http://ds.cc.yamaguchi-u.ac.jp/~nanomed1/

  • [備考] 国立大学法人山口大学ナノ・セラノスティクス国際センター

    • URL

      http://ds.cc.yamaguchi-u.ac.jp/~nanomed1/iNTC-index.html

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公開日: 2023-12-25  

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