金属ナノ粒子を応用した新規・免疫放射線増感療法の開発

2023 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20K08108
• Research Institution: Kobe University
• Principal Investigator: 岡本 欣晃 神戸大学, 医学研究科, 非常勤講師 (20362791)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 赤坂 浩亮 神戸大学, 医学研究科, 非常勤講師 (20707161) ; 佐々木 良平 神戸大学, 医学部附属病院, 教授 (30346267) ; 宮脇 大輔 神戸大学, 医学部附属病院, 特命准教授 (30546502) ; 妹尾 悟史 神戸大学, 医学部附属病院, 特定助教 (40801105) ; 川口 弘毅 神戸大学, 医学部附属病院, 医員 (60781820) ; 窪田 光 神戸大学, 医学部附属病院, 医員 (60824208)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: ナノ粒子 / 免疫放射線療法 / 放射線応答

Outline of Annual Research Achievements

我々のグループは放射線と併用することで大量の活性酸素を産生し、放射線増感効果を著明に増加させる過酸化チタンナノ粒子の開発に成功し、この過酸化チタンナノ粒子は、良好に腫瘍細胞にエンドサイトーシスで取り込まれ、X 線照射によりヒドロキシルラジカルを始めとする大量のROS を発生させ、さらに殺細胞効果に繋がるなどを発見し、過酸化チタンナノ粒子は新たな放射線増感剤として米国、欧州、中国等、世界5か国以上で国際特許を得ており、世界的に先駆的な立場で過酸化チタンナノ粒子を利用した放射線増感剤の開発に取り組んでいる。腫瘍局所において過酸化チタンナノ粒子がX 線照射により大量のROS を発生し強い抗腫瘍効果を発現することがすでに確認されているが、腫瘍浸潤リンパ球（TIL）やPDL1発現の増加し、免疫チェックポイント阻害剤（ICI）を併用することで、さらなる局所的な抗腫瘍効果が高まる結果を得た。この過酸化チタンナノ粒子に関しては、マウス悪性黒色腫などの腫瘍モデルを用いた検討では、免疫療法との併用により、極めて優れた腫瘍増殖抑制効果を発見するなど複数の研究結果を得ている。この免疫サイクルの増強はアブスコパル効果をも増強し、放射線照射をしていない部位の腫瘍にも著明な細胞増殖抑制効果を確認している。この機序は、放射線照射で免疫原性細胞死が起こり、多彩ながん抗原の放出（Eat me signal）と樹状細胞からTILへの抗原提示の伝達が行われ、大量のTILが腫瘍へと浸潤し免疫サイクルが加速した。過酸化チタンナノ粒子を併用し小胞体ストレスを誘導しMHC class I の発現の増強を実現でき、免疫チェックポイント阻害剤の併用により、圧倒的な免疫原性の獲得に成功し、世界的にも類を見ない併用効果をマウス悪性黒色腫モデルで実現し、その成果は更なる国際特許申請に至った。

Research Products

• [Journal Article] Gold Nanoparticles Enhance the Tumor Growth-Suppressing Effects of Cetuximab and Radiotherapy in Head and Neck Cancer In Vitro and In Vivo (2023)
  • Author(s): Sato Takumi、Kakei Yasumasa、Hasegawa Takumi、Kashin Masahiko、Teraoka Shun、Yamaguchi Akinobu、Sasaki Ryohei、Akashi Masaya
  • Journal Title: Cancers Volume: 15 Pages: 5697～5697
  • DOI: 10.3390/cancers15235697
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Innovative Combination Treatment to Expand the Indications of Particle Therapy: Spacer Placement Surgery Using Bio-Absorbable Polyglycolic Acid Spacer (2023)
  • Author(s): Komatsu Shohei、Wang Tianyuan、Terashima Kazuki、Demizu Yusuke、Anzai Makoto、Suga Masaki、Yamashita Tomohiro、Suzuki Osamu、Okimoto Tomoaki、Sasaki Ryohei、Fukumoto Takumi
  • Journal Title: Journal of the American College of Surgeons Volume: 238 Pages: 119～128
  • DOI: 10.1097/XCS.0000000000000873
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Comparative study of sub-second temporal resolution 4D-MRI and 4D-CT for target motion assessment in a phantom model (2023)
  • Author(s): Wang Tianyuan、Sofue Keitaro、Shimada Ryuji、Ishihara Takeaki、Yada Ryuichi、Miyamoto Masanori、Sasaki Ryohei、Murakami Takamichi
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 13 Pages: 15685-15685
  • DOI: 10.1038/s41598-023-42773-z
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Radiomics and dosiomics for predicting complete response to definitive chemoradiotherapy patients with oesophageal squamous cell cancer using the hybrid institution model (2023)
  • Author(s): Kawahara Daisuke、Murakami Yuji、Awane Shota、Emoto Yuki、Iwashita Kazuma、Kubota Hikaru、Sasaki Ryohei、Nagata Yasushi
  • Journal Title: European Radiology Volume: 34 Pages: 1200～1209
  • DOI: 10.1007/s00330-023-10020-8
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Oncological outcomes of concurrent chemoradiotherapy with docetaxel, cisplatin, and 5‐fluorouracil for locally advanced squamous cell carcinoma of the external auditory canal: A single‐center study (2023)
  • Author(s): Yamada Akihiro、Shinomiya Hirotaka、Uehara Natsumi、Iritani Keisuke、Tatehara Shun、Furukawa Tatsuya、Teshima Masanori、Miyawaki Daisuke、Fujita Takeshi、Kakigi Akinobu、Kiyota Naomi、Sasaki Ryohei、Nibu Ken‐ichi
  • Journal Title: Head & Neck Volume: 45 Pages: 2498～2504
  • DOI: 10.1002/hed.27461
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Assessing Therapeutic Response to Radium-223 with an Automated Bone Scan Index among Metastatic Castration-Resistant Prostate Cancer Patients: Data from Patients in the J-RAP-BSI Trial (2023)
  • Author(s): Kitajima Kazuhiro、Kuyama Junpei、Kawahara Takashi、Suga Tsuyoshi、Otani Tomoaki、Sugawara Shigeyasu、Kono Yumiko、Tamaki Yukihisa、Seko-Nitta Ayumi、Ishiwata Yoshinobu、Ito Kimiteru、Toriihara Akira、Watanabe Shiro、Hosono Makoto、Miyake Hideaki、Yamamoto Shingo、Sasaki Ryohei、Narita Mitsuhiro、Yamakado Koichiro
  • Journal Title: Cancers Volume: 15 Pages: 2784～2784
  • DOI: 10.3390/cancers15102784
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Multicenter retrospective study of stereotactic body radiotherapy for patients with previously untreated initial small hepatocellular carcinoma (2023)
  • Author(s): Doi Yoshiko、Nagata Yasushi、Matsumoto Yasuo、Numata Kazushi、Sasaki Ryu、Yamada Takashi、Igaki Hiroshi、Imagumbai Toshiyuki、Katoh Norio、Yoshitake Tadamasa、Shimizuguchi Takuya、Fujioka Den、Inoue Minoru、Koide Yutaro、Kimura Tomoki、Ito Yoshinori
  • Journal Title: Hepatology Research Volume: 53 Pages: 749～760
  • DOI: 10.1111/hepr.13908
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Prognostic Value of Radiomics Analysis of Skeletal Muscle After Radical Irradiation of Esophageal Cancer (2023)
  • Author(s): IWASHITA KAZUMA、KUBOTA HIKARU、NISHIOKA RIKU、EMOTO YUKI、KAWAHARA DAISUKE、ISHIHARA TAKEAKI、MIYAWAKI DAISUKE、NISHIBUCHI IKUNO、NAGATA YASUSHI、SASAKI RYOHEI
  • Journal Title: Anticancer Research Volume: 43 Pages: 1749～1760
  • DOI: 10.21873/anticanres.16328
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Ligation of the ethmoid arteries in superselective intra‐arterial infusion of cisplatin for advanced maxillary sinus cancer fed by the ophthalmic artery (2023)
  • Author(s): Tamagawa Kotaro、Shinomiya Hirotaka、Okada Takuya、Tatehara Shun、Teshima Masanori、Sasaki Ryohei、Nibu Ken‐ichi
  • Journal Title: Head & Neck Volume: 45 Pages: E16-E24
  • DOI: 10.1002/hed.27341
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 2-Hydroxyglutarate magnetic resonance spectroscopy in adult brainstem glioma (2023)
  • Author(s): Iwahashi Hirofumi、Nagashima Hiroaki、Tanaka Kazuhiro、Uno Takiko、Hashiguchi Mitsuru、Maeyama Masahiro、Somiya Yuichiro、Komatsu Masato、Hirose Takanori、Itoh Tomoo、Sasaki Ryohei、Sasayama Takashi
  • Journal Title: Journal of Neurosurgery Volume: 139 Pages: 355-362
  • DOI: 10.3171/2022.12.JNS221954
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] A novel radiosensitizer of titanium peroxide nanoparticles (TiOxNPs) through continuous ROS generation (2023)
  • Author(s): Ryohei Sasaki, Hiroaki Akasaka, Masao Nakayama, Yoshiko Fujita, Hikaru Kubota, Kenta Morita, Mennaallah Hassan, Mohammed Salah, Yuya Nishimura,Naritoshi Mukumoto, Takeaki Ishihara, Daisuke Miyawaki, Chiaki Ogino.
  • Organizer: American Association of Cancer Research Annual Meeting 2023
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Anti-tumor immunity evolved by novel titanium peroxide nanoparticles (TiOxNPs) as a radiosensitizer and PD-1 blockade (2023)
  • Author(s): Yoshiko Fujita, HIkaru Kubota, Chiaki Ogino, Ryohei Sasaki
  • Organizer: American Association of Cancer Research Annual Meeting 2023
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Titanium peroxides nanoparticles are promising radiosensitizers to eliminate pancreatic cancer stem cells (2023)
  • Author(s): Mohammed Salah, Hiroki Kawaguchi, Hiroaki Akasaka, Yasuyuki Shimizu, Kenta Morita, Yuya Nishimura, Hikaru Kubota, Tomomi Sogawa, NaritoshiMukumoto, Chiaki Ogino, Ryohei Sasaki.
  • Organizer: American Association of Cancer Research Annual Meeting 2023
  • Int'l Joint Research