悪性骨・軟部腫瘍に対するナノ粒子を用いた新規補助療法の開発

2013 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 24592244
• Research Institution: Keio University
• Principal Investigator: 森岡 秀夫 慶應義塾大学, 医学部, 講師 (10230096)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 須佐 美知郎 慶應義塾大学, 医学部, 助教 (90327560)
• Keywords: 骨・軟部腫瘍 / 肉腫 / 化学療法 / 抗癌剤 / ナノ粒子 / 薬剤耐性

Research Abstract

本研究の目的は治療抵抗性の原発性悪性骨・軟部腫瘍に対する、ナノテクノロジーに基づく新規治療法の開発である。具体的には、現行の治療薬で奏効しない、進行性悪性骨・軟部腫瘍に対して、その病態解明を行い、ナノ粒子を化学療法剤と結合させることで、治療効率を高め、結果として優れた治療効果を得ることである。ナノテクノロジーの化学療法への応用は、近年様々な報告がなされている。我々はデキストラン型ナノ粒子を用いており、これは生体に対する副作用が少なく、化学療法剤と結合させることが容易にできる。腫瘍細胞に対する薬剤耐性の問題は、古くから研究がなされているが、主にP-gp等の抗癌剤の排出ポンプに関するものが多く、ナノテクノロジーでこれを回避する研究は少ない。我々の用いるナノ粒子は、Northeastern大学（米国）との共同研究で開発されたものであり、化学療法剤との結合を容易にすべく、側鎖を付けるなど修飾可能な粒子になっている。また一般的に、ナノ粒子は、腫瘍血管新生に伴う血管の脆弱性の影響で（enhanced permeability and retention (EPR)）、心臓・肝臓等の重要臓器には集積せず、極めて高い濃度で腫瘍に集積することが報告されている。以上より、既存の抗癌剤を我々の用いているナノ粒子に結合させることで、副作用を生じない低い濃度で、高い抗腫瘍効果が得られる可能性があると考えられる。本年度は、これらの仮説を立証することを目的に、新規治療薬の開発が進んでいない、悪性骨。軟部腫瘍に対して、ナノ粒子と結合させたドキソルビシンと、シスプラチン、イフォマイドの抗腫瘍効果について、in vitroで検討した。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

ナノテクノロジーをがん治療に応用することは、化学療法、遺伝子治療などの分野で行われてきた。具体的には、ナノ粒子に抗癌剤やsiRNAなどを結合させ、durg deliveryツールとしての用いられ方が一般的である。我々も、ナノ粒子をdrug deliveryツールとして用い、既存の抗癌剤に対して耐性を示す腫瘍細胞に、同等またはさらに低い濃度で抗腫瘍効果を示すことを期待して本研究を進めている。これを立証するためには、安定的に既存の抗癌剤に耐性を示す、肉腫の細胞株が複数必要である。原発性悪性骨腫瘍の代表である骨肉腫は、細胞株も多数存在し、シスプラチン耐性など薬剤耐性株は作製済であり、抗腫瘍アッセイも順調に進んでいる。一方、滑膜肉腫や、平滑筋肉腫に対する薬剤耐性株は、キードラックであるドキソルビシンで作製を試みているが、耐性株の不安定性があり、抗腫瘍アッセイを行う際に時間を要している。

Strategy for Future Research Activity

最終的には、腫瘍細胞を能動的にターゲッティングし、含有した抗癌剤やsiRNAにより、腫瘍細胞を死滅させることを目指している。さらに、イメージングプローブなどにより、その状況を可視化させることができるマルチファンクショナルなナノ粒子を作製し、in vitro及びin vivoで治療抵抗性かつ進行性悪性骨・軟部腫瘍に対する抗腫瘍効果を検証する予定である。具体的には、樹立した薬剤耐性肉腫細胞株をヌードマウスに移植し、尾静脈から薬剤および蛍光色素を含有したナノ粒子を静注する。この際、既存の抗癌剤、ターゲット遺伝子を抑制するsiRNA、さらには各腫瘍に特異性を持って存在するligandに対する抗体を付着させたナノ粒子を用いて、能動的に腫瘍に蓄積し抗腫瘍効果を示すナノ粒子を作製・投与し、その治療効果を検証することを目標とする。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

未使用額の発生は、効率的な物品調達を行った結果であり、次年度の研究費と合わせて消耗品購入に充てる予定である。
ナノ粒子を用いたin vitroおよびin vivo実験において、試薬の購入やヌードマウスなどの動物購入に使用する予定。

Research Products

• [Journal Article] Deep infection in tumor endoprosthesis around the knee: a multi-institutional study by the Japanese musculoskeletal oncology group. (2013)
  • Author(s): Morii,T., Morioka,H., Ueda,T., Araki,N., Hashimoto,N., Kawai,A., Mochizuki,K., Ichimura,S.
  • Journal Title: BMC Musculoskelet Disord. Volume: 31 Pages: 1-9
  • DOI: 10.1186/1471-2474-14-51.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Twist2 functions as a tumor suppressor in murine osteosarcoma cells. (2013)
  • Author(s): Ishikawa,T., Shimizu,T., Ueki,A., Yamaguchi,S.I., Onishi,N., Sugihara,E., Kuninaka,S., Miyamoto,T., Morioka,H., Nakayama,R., Kobayashi,E., Toyama,Y., Mabuchi,Y., Matsuzaki,Y., Yamaguchi,R., Miyano,S., Saya,H.
  • Journal Title: Cancer Sci. Volume: 104 Pages: 880-888
  • DOI: 10.1111/cas.12163. Epub 2013 May 9.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Functional analysis of cases of tumor endoprostheses with deep infection around the knee: a multi institutional study by the Japanese Musculoskeletal Oncology Group (JMOG). (2013)
  • Author(s): Morii,T., Morioka,H., Ueda,T., Araki,N., Hashimoto,N., Kawai,A., Takeuchi,K., Anazawa,U., Mochizuki,K., Ichimura,S.
  • Journal Title: Cancer Sci. Volume: 18 Pages: 605-612
  • DOI: 10.1007/s00776-013-0389-y. Epub 2013 Apr 25.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] An analysis of factors related to recurrence of myxofibrosarcoma. (2013)
  • Author(s): Kikuta,K., Kubota,D., Yoshida,A., Suzuki,Y., Morioka,H., Toyama,Y., Kobayashi,E., Nakatani,F., Chuuman,H., Kawai,A.
  • Journal Title: Jpn J Clin Oncol. Volume: 43 Pages: 1093-1104
  • DOI: 10.1093/jjco/hyt119. Epub 2013 Aug 22.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Desmoplastic Fibroma Arising in the Distal Phalanx of the Great Toe: A Case Report. (2013)
  • Author(s): Koba,T., Susa,M., Nakayama,R., Watanabe,I., Horiuchi,K., Mukai,M., Yabe,H., Toyama,Y., Morioka,H.
  • Journal Title: J Foot Ankle Surg. Volume: 53 Pages: 71-74
  • DOI: 10.4081/rt.2013.e43. eCollection 2013.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Secondary aneurysmal bone cyst following chondroblastoma of the patella. (2013)
  • Author(s): Tomoyuki,K., Susa,M., Nakayama,R., Watanabe,I., Horiuchi,K., Toyama,Y., Morioka,H.
  • Journal Title: Rare Tumors. Volume: 1 Pages: 146-148
  • DOI: 10.4081/rt.2013.e43. eCollection 2013.
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Pathologic fracture in giant cell tumor: prognostic importance and treatment implications. (2013)
  • Author(s): Watanabe,I., Horiuchi,K., Nishimoto,K., Susa,M., Nakayama,R., Toyama,Y., Yabe,H., Morioka,H.
  • Organizer: Connective Tissue Oncology Society, 18th Annual Meeting.
  • Place of Presentation: New York, USA
  • Year and Date: 20131030-20131102
• [Presentation] Clinical outcome of primary malignant tumor of the mobile spine . (2013)
  • Author(s): Susa,M., Iwanami,A., Watanabe,I., Nishimoto,K., Horiuchi,K., Anazawa,U., Suzuki,Y., Yabe,H., Matsumoto,M., Toyama,Y., Morioka,H.
  • Organizer: Connective Tissue Oncology Society, 18th Annual Meeting.
  • Place of Presentation: New York, USA
  • Year and Date: 20131030-20131102
• [Presentation] Establishment of novel cell lines derived from sarcoma tissues. (2013)
  • Author(s): Horiuchi,K., Nakayama,R., Susa,M., Watanabe,I., Morioka,H.
  • Organizer: Connective Tissue Oncology Society, 18th Annual Meeting.
  • Place of Presentation: New York, USA
  • Year and Date: 20131030-20131102
• [Presentation] Epithelioid sarcoma: a clinicopathologic study of 44 cases. (2013)
  • Author(s): Asano,N., Yoshida,A., Ogura,K., Morioka,H., Mukai,M., Iwata,S., Ishii,T., Hiruma,T., Chuman,H., Kawai,A.
  • Organizer: Connective Tissue Oncology Society, 18th Annual Meeting.
  • Place of Presentation: New York, USA
  • Year and Date: 20131030-20131102
• [Presentation] A proteomic analysis to identify nevel proteins related to mechanisms of tumor cell invasion in myxofibrosarcoma. (2013)
  • Author(s): K.,Kikuta, D.,Kubota, Y.,Suzuki, H.,Morioka, Y.,Toyama, A.,Yoshida, E.,Kobayashi, F.,Nakatani, H.,Chuman, A.,Kawai, T.Kondo
  • Organizer: The EuPA 2013 Scientific Meeting.
  • Place of Presentation: Saint Malo, France
  • Year and Date: 20131014-20131017
• [Presentation] Custum-made ceramic spacer for children with osteosarcoma of lower extremities: a long follow-up. (2013)
  • Author(s): Nakatani,F., Nakayama,R., Asano,N., Kawai,A., Yamaguchi,U., Kobayashi,E., Y Tanzawa,Y., Ogura,K., Setsu,N., Fujiwara,T., Kubota,D., Watanabe,I., Susa,M., Morioka,H., Chuman,H.
  • Organizer: International Society of Limb Salvage, 17th General Meeting.
  • Place of Presentation: Bologna, Italia
  • Year and Date: 20130911-20130913
• [Presentation] Surgical treatment of chondrosarcoma of the chest wall. (2013)
  • Author(s): Susa,M., Nakayama,R., Watanabe,I., Horiuchi,K., Anazawa,U., Suzuki,Y., Yabe,H., Toyama,T., Morioka,H.
  • Organizer: International Society of Limb Salvage, 17th General Meeting.
  • Place of Presentation: Bologna, Italia
  • Year and Date: 20130911-20130913
• [Presentation] Clinical outcome of giant cell tumor of the mobile spine. (2013)
  • Author(s): Susa,M., Iwanami,A., Nakayama,R., Watanabe,I., Horiuchi,K., Anazawa,U., Suzuki,Y., Yabe,H., Matsumoto,M., Toyama,Y., Morioka,H.
  • Organizer: International Society of Limb Salvage, 17th General Meeting.
  • Place of Presentation: Bologna, Italia
  • Year and Date: 20130911-20130913
• [Presentation] Clinical Outcome of Recurrent Myxofibrosarcoma. (2013)
  • Author(s): Nakayama,R., Kikuta,K., Susa,M., Kobayashi,E., Nakatani,F., Kawai,A., Chuman,H., Toyama,Y., Morioka,H.
  • Organizer: 26th European Musculoskeletal Oncology Society Meeting
  • Place of Presentation: Gothenburg, Sweden
  • Year and Date: 20130529-20130531