病院併設BNCTにむけた血液・組織内ホウ素分析手法の最適化

2016 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 26460718
• 研究機関: 茨城県立医療大学
• 研究代表者: 中井 啓 茨城県立医療大学, 公私立大学の部局等, 准教授 (50436284)
• 研究分担者: 吉田 文代 筑波大学, 医学医療系, 助教 (30261811) ; 熊田 博明 筑波大学, 医学医療系, 准教授 (30354913) ; 松村 明 筑波大学, 医学医療系(副学長), 副学長 (90241819)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: 中性子捕捉療法 / 荷電粒子線放射化分析 / マイクロビーム

研究実績の概要

ホウ素中性子捕捉療法(BNCT)の実施にあたり、少なくとも血液中のホウ素濃度を照射中に短時間に把握する必要がある。従来原子炉BNCTでは、即発ガンマ線分析が利用可能であった。また、あわせてプラズマ発光分析を照射中に施行して中性子照射時間を決定していた。照射時間によって中性子線量を決定するため、ホウ素濃度は治療効果、副作用にかかわる極めて重要な測定値である。
現在、原子炉に代わって、加速器中性子線源が国内外で開発され、臨床研究が一部開始されており、今後病院併設型BNCTが可能になる見込みである。日本原子力研究開発機構、のち量子科学技術研究開発機構の高崎量子応用研究所において、Micro beamを用いた微小サンプルの元素分析が可能であり、これを用いたホウ素分析の可能性について検討した。利用した機器はMicro Proton Induced X ray Emission およびMicro Proton Gamma ray Emission　（micro PIXE and PIGE)であり、これらを用いて細胞、組織でのホウ素濃度測定手法について検討した。
血液、溶液中のホウ素濃度は半定量的に、必要な5-10分程度の時間での測定が可能であった。細胞内ホウ素濃度は、細胞の同定、ホウ素カウントの検出は可能であったが、背景との差が小さく、細胞内外の比率は目視で確認できなかった。画像処理で細胞内外比を算出する手法を開発した。組織ホウ素分布については、組織の形態学的構造が低分子の分布では可視化が困難であり、さらなる検討を要する。

研究成果

• [雑誌論文] ホウ素中性子捕捉療法に用いる新規ホウ素化合物の開発の現状 (2017)
  • 著者名/発表者名: 中井 啓
  • 雑誌名: 茨城県立医療大学紀要 巻: 22 ページ: 1-10
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Use of boron cluster-containing redox nanoparticles with ROS scavenging ability in boron neutron capture therapy to achieve high therapeutic efficiency and low adverse effects. (2016)
  • 著者名/発表者名: Gao Z, Horiguchi Y, Nakai K, Matsumura A, Suzuki M, Ono K, Nagasaki Y
  • 雑誌名: Biomaterials. 巻: 104 ページ: 201-12
  • DOI: 10.1016/j.biomaterials.2016.06.046
  • 査読あり
• [雑誌論文] Влияние нейтронного излучения на жизнеспособность опухолевых клеток, культивируемых в присутствии изотопа бора 10B (Impact of neutron radiation on the viability of tumor cells cultured in the presence of boron-10 isotope) (2016)
  • 著者名/発表者名: О.Ю. Волкова, Л.В. Мечетина, А.В. Таранин, А. А. Заборонок, K. Nakai, С.И. Лежнин, С.А. Фролов, Д.А. Касатов, А.Н. Макаров, И.Н. Сорокин, Т.В. Сычева, И.М. Щудло, С.Ю. Таскаев
  • 雑誌名: Vestnik rentgenologii i radiologii 巻: 97 ページ: 283-288
  • DOI: 10.20862/0042-4676-2016-97-5-283-288
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] Application of carbon nanohorns containing boron to BNCT (2016)
  • 著者名/発表者名: K. Nakai, K Endo, A. Zaboronok, E. Sato, F. Yoshida, T. Kurita, M. Yudasaka, S. Taskaev, V. Kanygin, O. Volkova, L. Mechetina, A. Taranin, M. Koka, N. Yamada, T. Satoh, T.Yamamoto and A. Matsumura
  • 学会等名: 17th International congress on neutron capture therapy
  • 発表場所: ミズーリ USA
  • 年月日: 2016-10-03 – 2016-10-09
  • 国際学会
• [学会発表] Property and in vitro study of a liposome modified boron lipid for combination therapy (2016)
  • 著者名/発表者名: M Shirakawa, K. Nakai, F. Yoshida, T. Ito, M Sato, T. Yamamoto, A.Matsumura，H.Tomida Property and in vitro study of a liposome modified boron lipid for combination therapy,
  • 学会等名: 17th International congress on neutron capture therapy
  • 発表場所: ミズーリ USA
  • 年月日: 2016-10-03 – 2016-10-09
  • 国際学会
• [学会発表] Tandem accelerator-based neutron source for boron neutron capture therapy: in vitro efficacy evaluation with in-sample dosimetry using gold nanoparticles (2016)
  • 著者名/発表者名: A. Zaboronok, S. Taskaev, K. Nakai, D. Kasatov, A. Makarov, I. Schudlo, I. Sorokin, T. Sycheva, O. Volkova, L. Mechetina, A. Taranin, A. Iarullina, V. Kanygin, V. Byvaltsev, E. Sato, T. Yamamoto, A. Matsumura
  • 学会等名: 17th International congress on neutron capture therapy
  • 発表場所: ミズーリ USA
  • 年月日: 2016-10-03 – 2016-10-09
  • 国際学会
• [学会発表] 筑波大学における粒子線(陽子線・BNCT)の経験と将来展望 (2016)
  • 著者名/発表者名: 松村 明, 山本 哲哉, 中井 啓, 熊田 博明, 櫻井 英幸, 坪井 康次
  • 学会等名: 日本脳神経外科学会第75回学術総会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2016-09-29 – 2016-10-01
  • 招待講演
• [学会発表] 大気マイクロPIXE/PIGE を用いた細胞、組織内ホウ素検出の検討 (2016)
  • 著者名/発表者名: 遠藤圭汰、栗田 正、吉田文代、中井 啓、江夏昌志、佐藤隆博、山本哲哉
  • 学会等名: 第１３回日本中性子捕捉療法学会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2016-08-06 – 2016-08-07