腫瘍内プロテアーゼ活性をイメージングするオーバーハウザーＭＲＩ造影剤の開発

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23650266
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 医用生体工学・生体材料学
• 研究機関: 熊本大学 (2012-2013); 九州大学 (2011)
• 研究代表者: 新留 琢郎 熊本大学, 自然科学研究科, 教授 (20264210)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2012
• キーワード: 医用・生体画像 / バイオイメージング / MRI / オーバーハウザー効果 / 腫瘍 / プロテアーゼ

研究概要

オーバーハウザーMRI（OMRI）はニトロキシラジカルといった常磁性分子の電子スピンとプロトンの核スピンとのオーバーハウザー効果で増強するイメージング技術である。本研究ではデンドリティックポリリジンを、腫瘍で高発現しているプロテアーゼの基質ペプチドを介して安定ニトロキシルラジカル誘導体（TEEPO）で修飾した。この造影剤をプロテアーゼ処理した結果、ペプチドが切断され、ニトロキシルラジカルの運動性が増し、OMRIシグナルに変化が認められた。このように、OMRIを使った腫瘍の機能性イメージングの基礎を構築することができた。

研究成果

• [雑誌論文] Combination of bubble liposomes and high-intensity focused ultrasound (HIFU) enhanced antitumor effect by tumor ablation (2014)
  • 著者名/発表者名: N. Hamano, Y. Negishi, K. Takatori, Y. Endo-Takahashi, R. Suzuki, K. Maruyama, T. Niidome, Y. Aramaki
  • 雑誌名: Biol. Pharm. Bull 巻: 37 ページ: 174-177
  • 査読あり
• [雑誌論文] Imaging mass spectrometry of intravenously injected gold nanorods in mice (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Fujii, N. Nakashima, T. Niidome, Y. Niidome
  • 雑誌名: Chem. Lett 巻: 43 ページ: 131-133
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rapid and serum-insensitive endocytotic delivery of proteins using biotinylated polymers attached via multivalent hydrophobic anchors (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Tobinaga, C. Li, M. Takeo, M. Matsuda, H. Nagai, T. Niidome, T. Yamamoto, A. Kishimura, T. Mori, Y. Katayama
  • 雑誌名: J. Controlled Release 巻: 177 ページ: 27-33
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cancer-specific gene carriers responding to cancer microenvironment : acidosis and hyper-activated protein kinases (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Kushio, A. Tsuchiya, Y. Nakamura, T. Nobori, C. W. Kim, G. X. Zhao, T. Funamoto, E. K. Lee, T. Niidome, T. Mori, Y. Katayama
  • 雑誌名: Biomed. Eng-App. Bas. C 巻: 25 ページ: 1340005
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rapid and selective determination of free chlorine in aqueous solution using electrophilic addition to styrene by gas chromatography/mass spectrometry (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Wakigawa, A. Gohda, S. Fukushima, T. Mori, T. Niidome, Y. Katayama
  • 雑誌名: Talanta 巻: 203 ページ: 81-85
  • 査読あり
• [雑誌論文] Kinase activity of protein kinase Calpha in serum as a diagnostic biomarker of human lung cancer (2013)
  • 著者名/発表者名: J.-H. Kang, T. Mori, H. Kitazaki, T. Niidome, K. Takayama, Y. Nakanishi, Y. Katayama
  • 雑誌名: Anticancer Res 巻: 33 ページ: 485-488
  • 査読あり
• [雑誌論文] CW/pulsed NIR irradiation of gold nanorods : effect on transdermal protein delivery mediated by photothermal ablation (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Tang, H. Kobayashi, Y. Niidome, T. Mori, Y. Katayama, T. Niidome
  • 雑誌名: J. Controlled Release 巻: 171 ページ: 178-183
  • 査読あり
• [雑誌論文] PEG-silica-modified gold nanorods that retain their optical properties in tumor tissues (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Akiyama, Y. Niidome, T. Mori, Y. Katayama, T. Niidome
  • 雑誌名: J. Biomater. Sci.-Polym. Ed 巻: 24 ページ: 2071-2080
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stabilization of cancer-specific gene carrier via hydrophobic interaction for a clear-cut response to cancer signaling (2013)
  • 著者名/発表者名: C. W. Kim, R. Toita, J.-H. Kang, K.Li, E. K. Lee, G. X. Zhao, D. Funamoto, T. Nobori, Y. Nakamura, T. Mori, T. Niidome, Y. Katayama
  • 雑誌名: J. Controlled Release 巻: 170 ページ: 469-476
  • 査読あり
• [雑誌論文] Branched polyethylenimine-based PKCα-responsive gene carriers (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Nakamura, C. W. Kim, A. Tsuchiya, S. Kushio, T. Nobori, K. Li, E. K. Lee, G. X. Zhao, D. Funamoto, T. Niidome, T. Mori, Y. Katayama
  • 雑誌名: J. Biomater. Sci.-Polym. Ed 巻: 24 ページ: 1858-1868
  • 査読あり
• [雑誌論文] A protein kinase assay based on FRET between quantum dots and fluorescently-labeled peptides (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Shiosaki, T. Nobori, T. Mori, R. Toita, Y. Nakamura, C. W. Kim, T. Yamamoto, T. Niidome, Y. Katayama
  • 雑誌名: Chem. Commun 巻: 49 ページ: 5592-5594
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thermal enhancement of gene transfection in tumor cells mediated by the photothermal effect of gold nanorods (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Sakamura, M. Yoshiura, H. Tang, T. Mori, Y. Katayama, T. Niidome
  • 雑誌名: Chem. Lett 巻: 42 ページ: 767-768
  • 査読あり
• [雑誌論文] Biodistribution and tumor localization of PEG-modified dendritic poly(L-lysine) oligonucleotide complexes (2012)
  • 著者名/発表者名: R. Kurihara, D. Pissuwan, T. Mori, Y. Katayama, T. Niidome
  • 雑誌名: J. Biomater. Sci.-Polym. Ed 巻: 23 ページ: 2369-2380
  • 査読あり
• [雑誌論文] Conversion of rod-shaped gold nanoparticles to spherical forms and their effect on biodistribution in tumor-bearing mice (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Akiyama, T. Mori, Y. Katayama, T. Niidome
  • 雑誌名: Nanoscale Res. Lett. 巻: 17 ページ: 565
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sequential release of single-stranded DNAs from gold nanorods triggered by near-infrared light irradiation (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Fukushima, S. Yamashita, T. Mori, Y. Katayama, T. Niidome
  • 雑誌名: Chem. Lett 巻: 41 ページ: 711-712
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fluorometric detection of protein kinase Ca activity based on phosphorylation-induced dissociation of a polyion complex (2012)
  • 著者名/発表者名: R. Toita, T. Mori, Y. Naritomi, J.-H. Kang, S. Shiosaki, T. Niidome, Y. Katayama
  • 雑誌名: Anal. Biochem 巻: 424 ページ: 130-136
  • 査読あり
• [雑誌論文] Gold nanorods in an oil-base formulation for transdermal treatment of Type 1 diabetes in mice (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Nose, D. Pissuwan, M. Goto, Y. Katayama, T. Niidome
  • 雑誌名: Nanoscale 巻: 4 ページ: 3776-3780
  • 査読あり
• [雑誌論文] Controlled-release system mediated by a retro Diels-Alder reaction induced by the photothermal effect of gold nanorods (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Yamashita, H. Fukushima, Y. Niidome, T. Mori, Y. Katayama, T. Niidome
  • 雑誌名: Langmuir 巻: 27 ページ: 14621-14626
  • 査読あり
• [雑誌論文] Controlled- release system of single-stranded DNA triggered by the photothermal effect of gold nanorods and its in vivo application (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Yamashita, H. Fukushima, Y. Akiyama, Y. Niidome, T. Mori, Y. Katayama, T. Niidome
  • 雑誌名: Bioorg. Med. Chem 巻: 19 ページ: 2130-2135
  • 査読あり
• [雑誌論文] A solid-in-oil dispersion of gold nanorods can enhance trandermal protein delivery and skin vaccination (2011)
  • 著者名/発表者名: D. Pissuwan, K. Nose, R. Kurihara, K. Kaneko, Y. Tahara, N. Kamiya, M. Goto, Y. Katayama, T. Niidome
  • 雑誌名: Small 巻: 7 ページ: 215-220
  • 査読あり
• [雑誌論文] Change in Overhauser effect-enhaced MRI signal in response to uPA highly expressing in tumor
  • 著者名/発表者名: T. Niidome, N. Chijiiwa, T. Yamsaki, K. Yamada, T. Mori, T. Naganuma, H. Utsumi, K. Ichikawa, Y. Katayama
  • 雑誌名: Chem. Lett 巻: (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] A rapid and quantitative detection of cellular protein kinase activity based on MALDI-TOF-MS
  • 著者名/発表者名: Y. Otsubo, H. Ikeda, J. Kamimoto, T. Niidome, T. Mori, Y. Katayama
  • 雑誌名: Chem. Lett 巻: (in press)
  • 査読あり
• [学会発表] 組織を加熱することによる遺伝子発現の向上 (2013)
  • 著者名/発表者名: 新留琢郎
  • 学会等名: 第13回遺伝子・デリバリー研究会夏期セミナー
  • 発表場所: Hawaii Prince Hotel, Honolulu, HI, USA
  • 年月日: 2013-07-24
• [学会発表] Tumor-Selective Anticancer Drug Delivery System Mediated by Dendritic Poly(L-Lysine)s (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Niidome, K. Takahashi, K. Naoyama, H. Yamauchi, T. Mori, and Y. Katayama
  • 学会等名: The 40th Annual Meeting & Exposition of The Controlled Release Society
  • 発表場所: Hawaii Convention Center, Honolulu, HI, USA
  • 年月日: 2013-07-23
• [学会発表] 近赤外光でコントロールする薬物デリバリーシステム (2013)
  • 著者名/発表者名: 新留琢郎
  • 学会等名: 第13回遺伝子・デリバリー研究会シンポジウム
  • 発表場所: 東京都板橋区(帝京大学薬学部板橋キャンパス)
  • 年月日: 2013-05-11
• [学会発表] 金属ナノ材料とポリマーを組み合わせた新しい医療材料の構築 (2012)
  • 著者名/発表者名: 新留琢郎
  • 学会等名: 高分子学会第21回ポリマー材料フォーラム
  • 発表場所: 北九州市(北九州国際会議場)
  • 年月日: 2012-11-01
• [学会発表] 金ナノロッドのフォトサーマル効果を利用した薬物デリバリーシステム (2012)
  • 著者名/発表者名: 新留琢郎
  • 学会等名: 第4回マイクロ・ナノ工学シンポジウム
  • 発表場所: 北九州市(北九州国際会議場)
  • 年月日: 2012-10-22
• [学会発表] 近赤外光照射に応答して薬物を放出する金ナノロッド (2012)
  • 著者名/発表者名: 新留琢郎, 山下秀治 , 福島寛満 , 森健, 片山佳樹
  • 学会等名: 第61回高分子討論会
  • 発表場所: 名古屋市(名古屋工業大学)
  • 年月日: 2012-09-20
• [学会発表] Development of Novel Therapeutic Techniques using Photothermal Effect of Gold Nanorods (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Niidome
  • 学会等名: PT-BMES 2012
  • 発表場所: 台湾新竹市(National Tsing Hua University)
  • 年月日: 2012-09-06
• [学会発表] DRUG RELEASE SYSTEM CONTROLLED BY PHOTOTHERMAL EFFECT OF GOLD NANORODS (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Niidome
  • 学会等名: PEM 2012
  • 発表場所: 中国吉林省長春市 (Changchun Institute of Applied Chemistry)
  • 年月日: 2012-08-21
• [学会発表] Transdermal Insulin Delivery Enhanced by Photothermal Effect of GOLD Nanorods (2012)
  • 著者名/発表者名: D. Pissuwan, K. Nose, T. Mori, Y. Katayama, T. Niidome
  • 学会等名: The 39th Annual Meeting & Exposition of The Controlled Release Society
  • 発表場所: カナダ ケベックシティ(Centre des congres de Quebec)
  • 年月日: 2012-07-16
• [学会発表] Controlled release system responding heat produced by photothermal effect of gold nanorods (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Niidome, S. Yamashita, T. Mori, Y. Katayama
  • 学会等名: 9th World Biomaterials Congress
  • 発表場所: 中国成都(The Century City New International Convention & Exhibition Center)
  • 年月日: 2012-06-04
• [学会発表] Controlled Release Systems from Gold Nanorods Responding to Near Infrared Light Irradiation (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Niidome, S. Yamashita, H. Fukushima, Y. Niidome, T. Mori and Y. Katayama
  • 学会等名: 第21回日本MRS学術シンポジウム
  • 発表場所: 神奈川県横浜市
  • 年月日: 2011-12-20
• [学会発表] Transdermal Insulin delivery using a solid-in-oil dispersion of gold nanorods (2011)
  • 著者名/発表者名: D. Pissuwan, K. Nose, Y. Tahara, M. Goto, Y. Katayama, T. Niidome
  • 学会等名: 2011 MRS Fall Meeting & Exhibit
  • 発表場所: 米国マサチューセッツ州ボストン
  • 年月日: 2011-11-30
• [学会発表] Release of Single Stranded DNA Responding to Near Infrared Light Irradiation (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Yamashita, H. Fukushima, T. Mori, Y. Katayama, T. Niidome
  • 学会等名: The 38th International Symosium on Nucleic Acid Chemistry
  • 発表場所: 北海道札幌市北海道大学
  • 年月日: 2011-11-11
• [学会発表] Preparation of Thermoresponsive Polymer-modified Gold Nanorods and Their Delivery to Specific Tissue (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Niidome, A. Shiotani, T. Mori, and Y. Katayama
  • 学会等名: Pusan-Kyushu Joint Symposium on High Polymers (15th) and Fibers (13th)
  • 発表場所: 韓国プサン
  • 年月日: 2011-10-28
• [学会発表] Controlled Release System Mediated by Retro Diels-Alder Reaction on Gold Nanorods (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Niidome, S. Yamashita, H. Fukushima, Y. Niidome, T. Mori, and Y. Katayama
  • 学会等名: 38TH ANNUAL MEETING & EXPOSITION OF THE CONTROLLED RELEASE SOCIETY
  • 発表場所: 米国メリーランド州ナショナルハーバー
  • 年月日: 2011-07-02
• [学会発表] Biomedical applications of gold nanorods : active accumulation system to tumor and enhancement of skin vaccination (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Niidome, D. Pissuwan, A. Shiotani, K. Nose, T. Mori, and Y. Katayama
  • 学会等名: The 10th China-JapanKorea Foresight Joint Symposium on Gene Delivery and International Symposium on Biomaterials 2011
  • 発表場所: 中国桂林
  • 年月日: 2011-05-03
• [学会発表] 金ナノロッドと近赤外光を組み合わせた新しいイメージング・治療技術の開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 新留琢郎, 新留康郎, ピスワン ダークロン, 森 健, 片山佳樹
  • 学会等名: 第50回日本生体医工学会大会
  • 発表場所: 東京都千代田区, 東京電機大学
  • 年月日: 2011-04-29
• [図書] 微粒子材料-未来を拓く機能材料-, 高分子学会 , 第3講金ナノロッドのフォトサーマル効果を利用した新しい治療技術の開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 新留琢郎
  • 総ページ数: 65-85
  • 出版者: エヌ・ティー・エス
• [図書] プラズモンナノ材料開発の最前線と応用, 山田 淳 監修, 第8章生体計測・生体応用 (2013)
  • 著者名/発表者名: 新留琢郎
  • 総ページ数: 181-190
  • 出版者: シーエムシー出版
• [図書] 遺伝子医学MOOK別冊, ここまで広がるドラッグ徐放技術の最前線, 古くて新しいドラッグデリバリーシステム(DDS),田畑泰彦編集,第4章3,近赤外光 (2013)
  • 著者名/発表者名: 新留琢郎
  • 総ページ数: 334-338
  • 出版者: メディカルドゥ
• [図書] 金ナノロッドのフォトサーマル効果を利用したドラッグデリバリーシステム (2013)
  • 著者名/発表者名: 新留琢郎
  • 総ページ数: 17-21
  • 出版者: オレオサイエンス
• [図書] 近赤外光によりコントロールできる薬物放出, 薬学雑誌 (2013)
  • 著者名/発表者名: 新留琢郎
  • 総ページ数: 133(369-372)
• [図書] ドラッグデリバリーシステムの新展開II-核酸医薬・抗体医薬・ワクチン医療を支えるDDS技術, 永井恒司, 岡田弘晃 監修, 第6章DDSの新たな可能性, 金ナノロッドのDDSテクノロジー (2012)
  • 著者名/発表者名: 新留琢郎
  • 総ページ数: 235-241
  • 出版者: シーエムシー出版
• [図書] 金ナノロッドと近赤外光を組み合わせた新しい治療技術 (2012)
  • 著者名/発表者名: 新留琢郎
  • 総ページ数: 41(568-572)
  • 出版者: 光学
• [図書] Gold nanoparticles for the development of transdermal delivery systems, ACS Symposium Series, Functional Nanoparticles for Bioanalysis, Nanomedicine and Bioelectronic Devices (2012)
  • 著者名/発表者名: D. Pissuwan, T. Niidome
  • 総ページ数: 69-80
• [図書] The forthcoming applications of gold nanoparticles in drug and gene delivery systems (2011)
  • 著者名/発表者名: D. Pissuwan, T. Niidome, M. B. Cortie
  • 総ページ数: 149(65-71)
  • 出版者: J. Controlled Release