がん細胞特異的磁気ナノ微粒子のハイパーサーミアへの応用

2013 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 23656013
• 研究機関: 横浜国立大学
• 研究代表者: 一柳 優子 横浜国立大学, 工学研究院, 准教授 (90240762)
• キーワード: 磁性体 / ハイパーサーミア / がん温熱療法 / 交流磁化率 / ナノテクノロジー / DDS

研究概要

本研究の目的は、金属塩化物とメタケイ酸ナトリウムの水溶液を湿式混合する独自の製法で磁気ナノ微粒子を生成し、磁気的性質を明らかにし、官能基を修飾しがん細胞選択性を持たせる。この微粒子をハイパーサーミア（温熱療法）へ応用するために微粒子の交流磁場による発熱特性を評価することであった。
①サンプル作製と最適化については、超常磁性を持つネール緩和による発熱機構が支配的であることが明らかになったため、直流および交流磁化率の測定結果からMnZn系フェライトに注目して詳細の解析を行った。Znのドープ量がMn1-xZnxFe2O4の組成のx=0.2の場合が最も発熱効率がよいと予測した。
②発熱測定にあたっては、実際の前立腺がん細胞を用いて、ハイパーサーミア効果を検証するシステムを構築した。磁場をかけない場合はほとんど細胞が死滅せず、本微粒子の毒性が低いことも証明された。当研究室で細胞を培養するための環境も整えた。
③実際に治験へ向けた実験を考慮し、生体内での微粒子の分散性について検討した。電気的反発を利用するのみでなく、立体障害による分散を利用した修飾方法を開発した。その結果、ハイパーサーミア効果も向上することが明らかになった。
④本研究にて開発を進めた一連の微粒子の中にはMRIのシグナルも明瞭に得られるものがあることも見出せた。本微粒子による温熱治療と診断を同時に行う、セラノティクスへの可能性を示唆した。

研究成果

• [雑誌論文] がん細胞選択性機能を持つ磁気ナノ微粒子の開発とハイパーサーミアへの応用 (2013)
  • 著者名/発表者名: 一柳優子
  • 雑誌名: 月刊バイオインダストリー 巻: ６月号 ページ: 33-39
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis and study of magnetic properties of Co-doped anatase TiO2 nanoparticles (2013)
  • 著者名/発表者名: S Yano, A Kurokawa, H Takeuchi, T Yanoh, K Onuma, T Kondo, K Miike, T Miyasaka and Y Ichiyanagi
  • 雑誌名: Journal of Physics:ConferenceSeries 巻: 433 ページ: 012019
  • 査読あり
• [雑誌論文] Production of Fe3-xZnxO4 nanoparticles for agents in hyperthermia treatment (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Takeuchi, A. Kurokawa, T. Yanoh, S. Yano, K. Onuma, T. Kondo, K. Miike, T. Miyasaka, M. Hachisu, K. Mori and Y. Ichiyanagi
  • 雑誌名: Journal of Basic and Applied Physics 巻: 2 ページ: 201-204
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nanomaterials for Biomedical Applications: Synthesis, Characterization, and Applications (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Bououdina, S. Rashdan, J. L. Bobet, and Y. Ichiyanagi
  • 雑誌名: Journal of Nanomaterials 巻: 2013 ページ: ID 962384
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetic Properties of MgFe2O4 Nanoparticles and Zn Doping Effect (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Kondo, A. Kurokawa, H. Takeuchi, T. Yanoh, S. Yano, K. Onuma, K. Miike, T. Miyasaka and Y. Ichiyanagi
  • 雑誌名: Trans. Mat. Res. Soc. Japan 巻: 38 ページ: 513-516
  • 査読あり
• [学会発表] Optimization of Self-Heating Properties of Multifunctional Magnetic Nanoparticles
  • 著者名/発表者名: Yuko Ichiyanagi
  • 学会等名: 7th International Symposium on Nanomedicine
  • 発表場所: Kitakyushu
  • 招待講演
• [学会発表] Self-heating properties and MRI contrast of multifunctional magnetic nanoparticles
  • 著者名/発表者名: Yuko Ichiyanagi
  • 学会等名: ENN Fall meeting
  • 発表場所: Orlando, USA
  • 招待講演
• [学会発表] Magnetic Properties and MRI Contrast Effect on CoxFe3-xO4 Nanoparticles
  • 著者名/発表者名: K. Miike, N. Sakai, Y. Ichiyanagi, Y. Hosokai, A. Usui, Y. Machida, H. Saito
  • 学会等名: 7th International Symposium on Nanomedicine
  • 発表場所: Kitakyushu
• [学会発表] Local Structure Control of Manganese Oxide Nanoparticles Encapsulated by Amorphous SiO2
  • 著者名/発表者名: Toshiki Miyasaka, Takaya Kondo, Kazunari Miike, Kazuki Onuma, Masaya Hachisu, Kazumasa Mori, and Yuko Ichiyanagi
  • 学会等名: 9th International Symposium on Atomic Level Characterizations for New Materials and Devices ’13
  • 発表場所: Hawaii, Kona, USA
• [学会発表] Production of Fe3-xZnxO4 Nanoparticles for Agents in Hyperthermia Treatment”
  • 著者名/発表者名: H. Takeuchi, A. Kurokawa, T. Yanoh, S. Yano and Y. Ichiyanagi
  • 学会等名: International Conference on Fine Particle Magnetism
  • 発表場所: Perpignan, France
• [学会発表] Functional Magnetic Nanoparticles for Hyperthermia Treatment and MRI Agent
  • 著者名/発表者名: Yuko Ichiyanagi
  • 学会等名: Seeheim Conference on Magnetism 2013
  • 発表場所: Frankfurt, Germany
  • 招待講演
• [学会発表] TG-DTA ANALYSIS OF PEI COATED COBALT FERRITE NANOPARTICLES FOR MAGNETIC HYPERTHERMIA
  • 著者名/発表者名: Kazumasa MORI, Yu KIKUCHI, Takaya KONDO, Kazunari MIIKE, Kazuki ONUMA, Toshiki MIYASAKA, Masaya HACHISU and Yuko ICHIYANAGI
  • 学会等名: The Fifth International Symposium on the New Frontiers of Thermal Studies of Materials
  • 発表場所: Yokohama
• [学会発表] SELF HEATING PROPERTIES OF Mn-Zn FERRITE NANOPARTICLES AS AGENTS FOR HYPERTHERMIA TREATMENT
  • 著者名/発表者名: Takaya KONDO, Kazumasa MORI, Kazunari MIIKE, Toshiki MIYASAKA, Kazuki ONUMA, Masaya HACHISU and Yuko ICHIYANAGI
  • 学会等名: The Fifth International Symposium on the New Frontiers of Thermal Studies of Materials
  • 発表場所: Yokohama
• [学会発表] 磁気ハイパーサーミアに向けたフェライトナノ微粒子の磁気特性と発熱特性
  • 著者名/発表者名: 近藤貴哉、竹内宏賢、三池和成、宮坂俊樹、蜂巣正也、森 一将、一柳優子
  • 学会等名: ナノ学会第１１回大会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] 薬剤輸送を目指した磁性ナノ微粒子の機能化
  • 著者名/発表者名: 森 一将、小沼一紀、近藤貴哉、三池和成、宮坂俊樹、蜂巣将也、一柳優子
  • 学会等名: ナノ学会第１１回大会
  • 発表場所: 東京