2013 Fiscal Year Annual Research Report
磁性ナノ粒子＋腫瘍浸透ペプチドによる難治固形癌の電磁誘導焼灼治療
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23300362
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
小田 竜也 筑波大学, 医学医療系, 教授 (20282353)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
柳原 英人 筑波大学, 数理物質科学研究科(系), 准教授 (50302386)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 電磁誘導加熱 / 癌焼灼治療 / 磁性ナノ粒子 |
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| Research Abstract |
本研究は下記［課題A,B,C］を解決して電磁誘導加熱癌焼灼治療の実現化を目指すものである。［課題A］磁性ナノ粒子の表面修飾によるステルス化、腫瘍集積増（多点アンカリングPEGコーティング粒子単独投与での生体内分布、腫瘍集積）。［課題B］腫瘍血管特異的透過性亢進ペプチドのiRGD（ペプチドの同時投与によるナノ粒子の腫瘍集積増強）。［課題C］磁性ナノ粒子の高発熱化→棒状ディンプル磁性ナノ粒子の作成
H25時点で［課題C］の粒子は当初32W／ｇ鉄粒子の能力から独自に開発したナノ粒子(DINP)は600W／ｇ鉄粒子と20倍程度の高い発熱量を持つ優れた特性を持ち、目標値達成も視野に入って来た。コバルト、プラチナなど人体に有害な物質を添加せずにこの発熱量を達成している事は特筆に値する。
一方、(DINP)を表面修飾する［課題A］、粒子の腫瘍への集積は0.58mg 鉄粒子／ｇ腫瘍まで達成したが、結果が安定しない。また、［課題B］として、腫瘍血管からナノ粒子が間質組織をすり抜け腫瘍へ到達する事を促進する為に腫瘍血管特異的透過性亢進ペプチド(iRGD)を同時投与する事により能動的集積効果の上乗せを狙った。しかし、iRGDの効果も当初期待した5-7倍には及ばず、1.2-1.5倍程度に留まる見込みである。
H25年度後半から、磁性ナノ粒子を血管内に投与するのではなく、［課題C］で開発したDINPを腫瘍に直接注入し、外部からの交流磁場照射で腫瘍を焼灼する方法を開始した。ヒト膵癌細胞株、大腸癌細胞株、マウスメラノーマ細胞株をそれぞれマウスの皮下に移植し腫瘍体積が100-200mm2になったタイミングで磁性ナノ粒子を直接注入。外部から114KHz、640Oeの交流磁場を５分間照射した。結果として、腫瘍はほぼ完全に焼灼され、再発は見られない。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
患者の体内に播種的に散在する癌結節に対して、静脈投与した磁性ナノ粒子を集積させ、外部からの交流磁場照射で腫瘍を焼灼する事が本研究の大目標である。３年を経過した時点で腫瘍への粒子の集積がうまくいっていない現状は(4)遅れている。と判断せざるを得ない部分である。
一方、従来32W／ｇ鉄粒子の発熱能力しか無かった所から出発して、600W／ｇ鉄粒子と20倍程度の高い発熱量を持つ優れたナノ粒子(DINP)を独自に開発出来た。さらに、コバルト、プラチナなど人体に有害な物質を添加せずにこの発熱量を達成している事は特筆に値し、ナノ粒子開発の進捗は(2)おおむね順調に進展している と判断する。
少数の結節を持つ病変に対して、直接針を刺して磁性粒子を注入して電磁誘導加熱する方針に変更して研究を継続しているが、今の所、少数例ではあるがほぼ完全に焼灼が達成されている。
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| Strategy for Future Research Activity |
磁性ナノ粒子を血管内に投与するのではなく、［課題C］で開発した高発熱粒子を腫瘍に直接注入し、外部からの交流磁場照射で腫瘍を焼灼する方法でsolid なデータの集積をはかる。また、腫瘍へのナノ粒子集積を増強させる上で、［課題B］で初期に計画したiRGDペプチドの併用では無く、腫瘍をマイクロ波などで４２度程度に暖めてナノ粒子の集積をはかる方法や、線維芽細胞をvehicleとして利用する事を推し進める。
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Research Products
(4 results)
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[Presentation] Electromanetic thermoablation for refractory solid cancer using newly developed magnetic nanoparticles2014
Author(s)
Miyamoto R, Oda T, Hashimoto S, Yamada K, Enomoto T, Akashi Y, Ohara K, Asai K, Nakao S, Horiuchi A, Seki A, Kishimoto M, Yanagihara H, Kita E, Nagasaki Y, Ohkohchi N.
Organizer
つくば医工連携フォーラム2014
Place of Presentation
つくば国際会議場（つくば市）
Year and Date
20140128-20140128
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[Presentation] Electromagnetic thermoablation for refrractory soild cancer using new magnetic nanoparticles2013
Author(s)
Miyamoto R, Oda T, Hashimoto S, Yamada K, Enomoto T, Ohara Y, Akashi Y, Asai K, Kishimoto M, Yanagihara H, Kita E, Nagasaki Y, Ohkohchi N.
Organizer
Tsukuba International Conference on Materials Science
Place of Presentation
つくば国際会議場（つくば市）
Year and Date
20130828-20130906
