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2014 年度 実績報告書

難治性疾患ナノ治療を目指した人工細胞膜の医療工学的研究

研究課題

研究課題/領域番号 25289299
研究機関崇城大学

研究代表者

上岡 龍一  崇城大学, 生物生命学部, 客員研究員 (70099076)

研究分担者 松下 琢  崇城大学, 生物生命学部, 教授 (10209538)
松本 陽子  崇城大学, 生物生命学部, 教授 (00133562)
市原 英明  崇城大学, 生物生命学部, 准教授 (70369114)
古水 雄志  崇城大学, 生物生命学部, 助教 (80735829)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワード癌 / アポトーシス / リポソーム / 細胞・組織 / 揺らぎ
研究実績の概要

(1)DMPCとDMTreCnから成るリポソームのヒト肝臓がん(Hep-G2, Huh-7)細胞の増殖に対する抑制効果をin vitroで検討した。DMTreCnは、正常な細胞に作用することなく、ヒト肝臓がん細胞の増殖をアポトーシス誘導により顕著に抑制した。DMTreCnは、カスペース-3、8および9を活性化して、ヒト肝臓がん細胞のアポトーシスを誘導した。DMTreCnがミトコンドリア経路を通してアポトーシスを誘導したことが明らかになった。(Anticancer Res.,33, 4727 (2013))
(2)DMPCとC12(EO)23から成るハイブリッドリポソーム(HL)の肺がん細胞に対する制がん機構を明らかにするため、細胞周期関連タンパク質の関与についてin vitroで検討した。HLは、ヒト肺がん細胞 (A549, H460, H23) に対して、低濃度では、G0/G1 期細胞周期停止 (G0/G1 arrest) を、高濃度ではアポトーシスを誘導することを明らかにした。さらに、HLによるG0/G1 arrestには、p21やp27の増大等が関与することを示した。HLは、A549細胞に対して、細胞内pAktタンパク質量を濃度・時間依存的に有意に抑制した。(J. Carcinog. Mutag., 5, 1000157 (2014))
(3)麦焼酎粕から得られた抽出物(麦焼酎粕パウダー)の免疫賦活効果についてin vitroで検討した。麦焼酎粕パウダーは、ヒトナチュラルキラー(NK)株化KHYG-1細胞に対して,活性型のNKレセプター(NKG2D)の発現を誘導することが明確になった。麦焼酎粕パウダーを白血病細胞に加えて72 h培養したところ、NKG2Dリガンドの発現の誘導が認められ、NK活性の感受性を有意に増大させることを示した。(化工論文集., 40, 438 (2014))

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

(1)DMPCとDMTreCnから成るリポソームのヒト肝臓がん(Hep-G2, Huh-7)細胞の増殖に対する抑制効果をin vitroで検討した。DMTreCnは、正常な細胞に作用することなく、ヒト肝臓がん細胞の増殖をアポトーシス誘導により顕著に抑制した。DMTreCnは、カスペース-3、8および9を活性化して、ヒト肝臓がん細胞のアポトーシスを誘導した。DMTreCnがミトコンドリア経路を通してアポトーシスを誘導したことが明らかになった。(Anticancer Res.,33, 4727 (2013))
(2)DMPCとC12(EO)23から成るハイブリッドリポソーム(HL)の肺がん細胞に対する制がん機構を明らかにするため、細胞周期関連タンパク質の関与についてin vitroで検討した。HLは、ヒト肺がん細胞 (A549, H460, H23) に対して、低濃度では、G0/G1 期細胞周期停止 (G0/G1 arrest) を、高濃度ではアポトーシスを誘導することを明らかにした。さらに、HLによるG0/G1 arrestには、p21やp27の増大等が関与することを示した。HLは、A549細胞に対して、細胞内pAktタンパク質量を濃度・時間依存的に有意に抑制した。(J. Carcinog. Mutag., 5, 1000157 (2014))
(3)麦焼酎粕から得られた抽出物(麦焼酎粕パウダー)の免疫賦活効果についてin vitroで検討した。麦焼酎粕パウダーは、ヒトナチュラルキラー(NK)株化KHYG-1細胞に対して,活性型のNKレセプター(NKG2D)の発現を誘導することが明確になった。麦焼酎粕パウダーを白血病細胞に加えて72 h培養したところ、NKG2Dリガンドの発現の誘導が認められ、NK活性の感受性を有意に増大させることを示した。(化工論文集., 40, 438 (2014))
以上のように、当初の研究計画とおりおおむね順調に研究課題は進展している。

今後の研究の推進方策

今後は、HLによるがん治療効果に関し、(1)in vitroにおいて、HLの流動性(揺らぎ)およびがん細胞の流動性(揺らぎ)と、HLの抗腫瘍効果に関する多くの事例を増やし、一般則として確立する予定である。詳細なメカニズムについては、疾患細胞およびHLの流動性を、様々な分析法により明らかにすることが可能である。このようにがん細胞膜をターゲットとしたアポトーシス誘導の制がん機構の全容を明らかにしていく予定である。(2)コンピューターシミュレーションにより、分子レベルでの膜融合プロセスを解明を試みる予定である。(3)in vivoにおいて、種々の担がん(乳がんや肝がんなど)モデルマウスを用い、治療効果と治療メカニズムを検討する。(4)正常マウスを用いてHLの代謝系を含む体内動態試験および毒性試験により安全性を検討する。さらに、HLを用いる免疫学的研究として次のテーマを設定し、がん研究で得られた成果と相関させながら研究を進めていく予定である。すなわち、(5)HLの免疫系に及ぼす影響を検討するため、免疫細胞との相互作用をin vitroおよびin vivoで観測していく。(6)HIVおよびその感染細胞に対するHLの抗ウイルス効果を観測し、新しいエイズ治療薬としての可能性を検討する。
このように、 がんをはじめとする難治性疾患の細胞膜物性をター ゲットとするHLの治療効果を病院および熊本大学医学部との共同研究により進める。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件、 オープンアクセス 6件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Therapeutic effects of hybrid liposomes without drugs for rheumatoid arthritis2015

    • 著者名/発表者名
      Yoko Matsumoto, Hideaki Ichihara, Motoki Hino, Masayo Umebayashi, Ryuichi Ueoka
    • 雑誌名

      Drug Delivery

      巻: 22 ページ: 619-626

    • DOI

      10.3109/10717544.2013.869635

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Therapeutic effects of hybrid liposomes with downregulation of inflammatory cytokine for model mice of rheumatoid arthritis in vivo2015

    • 著者名/発表者名
      Hideaki Ichihara, Shuichi Yamasaki, Motoki Hino, Ryuichi Ueoka, Yoko Matsumoto
    • 雑誌名

      Bioorganic Medicinal Chemistry Letters

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Inhibition of HIV-1 entry by the tricyclic coumarin GUT-70 through the modification of membrane fluidity2015

    • 著者名/発表者名
      Kouki Matsuda, Shinichiro Hattori, Ryusho Kariya, Yuji Komizu, Eriko Kudo, Hiroki Goto, Manabu Taura, Ryuichi Ueoka, Shinya Kimura, Seiji Okada
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 457 ページ: 288-294

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2014.12.102

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Cell cycle arrest by hybrid liposomes for human lung carcinoma cells2014

    • 著者名/発表者名
      Yuji Komizu, Mamiko Yukihara, Yoko Matsumoto, Ryuichi Ueoka
    • 雑誌名

      Journal of Carcinogenesis & Mutagenesis

      巻: 5 ページ: 1000157-1-6

    • DOI

      10.4172/2157-2518.1000157

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Cepharanthine inhibited HIV-1 cell-cell transmission and cell-free infection via modification of cell membrane fluidity2014

    • 著者名/発表者名
      Kouki Matsuda, Shinichiro Hattori, Yuji Komizu, Ryusho Kariya, Ryuichi Ueoka, Seiji Okada
    • 雑誌名

      Bioorganic Medicinal Chemistry Letters

      巻: 24 ページ: 2115-2117

    • DOI

      10.1016/j.bmcl.2014.03.041

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Nanotherapy with hybrid liposomes for colorectal cancer along with apoptosis in vitro and in vivo2014

    • 著者名/発表者名
      Hideaki Ichihara, Shinichiro Nakagawa, Yusuke Matsuoka, Kenshi Yoshida, Yoko Matsumoto, Ryuichi Ueoka
    • 雑誌名

      Anticancer Research

      巻: 34 ページ: 4701-4708

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Hybrid nanoparticles inhibit growth of human prostate cancer cells by induction of apoptosis2014

    • 著者名/発表者名
      Yuji Komizu, Toshiko Ueoka, Mamiko Yukihara, Hideaki Ichihara, Yoko Matsumoto, Ryuichi Ueoka
    • 雑誌名

      SOJ Pharmacy & Pharmaceutical Sciences

      巻: 1 ページ: 1-4

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Therapeutic Effects of Hybrid Liposomes with Anti-angiogenic Activity for Breast Tumors2014

    • 著者名/発表者名
      Hideaki Ichihara, Motoki Hino, Ryuichi Ueoka, Yoko Matsumoto
    • 学会等名
      第73回日本癌学会学術総会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市西区みなとみらい)
    • 年月日
      2014-09-25 – 2014-09-27
  • [学会発表] 熱力学量測定によるハイブリッドリポソームの揺らぎ検出2014

    • 著者名/発表者名
      中曽根祐介、古水雄志、松本陽子、松下琢、上岡龍一、寺嶋正秀
    • 学会等名
      第8回分子科学討論会
    • 発表場所
      広島大学東広島キャンパス(広島県東広島市鏡山)
    • 年月日
      2014-09-21 – 2014-09-24
  • [学会発表] Chemotherapy and detection of cancer using hybrid liposomes2014

    • 著者名/発表者名
      Hideaki Ichihara, Yoko Matsumoto, Ryuichi Ueoka
    • 学会等名
      9th International Forum on Multimedia and Image Processing (IFMIP) 2014 (World Automation Congress; WAC)
    • 発表場所
      Hawaii(USA)
    • 年月日
      2014-08-03 – 2014-08-07
    • 招待講演
  • [学会発表] ハイブリッドリポソームの血管新生抑制活性による乳がん治療効果2014

    • 著者名/発表者名
      市原英明, 日野元貴, 松本陽子, 上岡龍一
    • 学会等名
      第18回日本がん分子標的治療学会学術集会
    • 発表場所
      仙台市情報・産業プラザ(宮城県仙台市青葉区中央)
    • 年月日
      2014-06-25 – 2014-06-27
  • [学会発表] ハイブリッドリポソームを用いた形質転換肝幹細胞の選択的排除2014

    • 著者名/発表者名
      稲村恒亮, 石井貴晃, 押方歩, 古水雄志, 上岡龍一, 松下琢
    • 学会等名
      日本組織培養学会 第 87 回大会
    • 発表場所
      星陵会館(東京都千代田区永田町)
    • 年月日
      2014-05-29 – 2014-05-30

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公開日: 2016-06-01  

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