抗体修飾型相変化ナノ液滴と超音波を用いた細胞選択的診断治療の開発

使用抗体修饰的相变纳米液滴和超声开发细胞选择性诊断疗法

• 批准号: 16J09959
• 负责人: 石島 歩
• 金额: $ 0.83万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2016
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2016-04-22 至 2018-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16J09959/
• 关键词: 超音波; 相変化ナノ液滴; ドラッグデリバリー; ナノメディシン; 超音波がん治療; 生体医工学; バイオメディカルエンジニアリング

細胞の中での気泡化と細胞の外での気泡化による傷害作用を比較することにより，細胞内に相変化ナノ液滴を導入する利点を示した．具体的には気泡化に伴う傷害作用を引き起こす超音波の音圧値が低下することを示した．さらに細胞内気泡化により傷害した細胞の免疫原性を評価し，本手法によって引き起こされる細胞死の免疫原性が高いことを示した．下記に具体的な内容について示す．抗体修飾された相変化ナノ液滴(9E5修飾PCND)を抗体抗原反応により細胞内に選択的に導入することで液滴同士の凝集が共焦点顕微鏡観察により確認された．9E5修飾PCNDをDLD1細胞(抗原発現がん細胞)に作用させてから1hでは，細胞内における9E5修飾PCND由来の蛍光シグナルは検出されなかったが，細胞膜に介入している9E5修飾PCNDが観察された．9E5修飾PCNDを細胞に作用させてから3hでは，細胞内に移行している9E5修飾PCNDが観察され，6hでは，細胞内移行が顕著であった．24h経過すると，細胞内の数か所で9E5 修飾PCND からの高い蛍光輝度値が検出された．PCNDの細胞内凝集を引き起こした状態とそうでない状態において，超音波照射を行い，生存率測定を行うと，凝集を引き起こした状態において，細胞を傷害するために要する超音波強度が低かった．このことから細胞内に相変化ナノ液滴を導入することで，気泡化による傷害閾値を低下できることを示した．また，細胞内気泡化により引き起こされた細胞死において，ATPとHMGB1の細胞外への放出が確認された．これらの物質はDAMPs(damage associated molecular patterns)として知られ，免疫原性を有する．このことから，本手法によって引き起こされる細胞死の免疫原性が高いことが示された．

通过比较细胞内部发泡和细胞外部发泡的破坏作用，我们证明了将相变纳米液滴引入细胞的优势。具体来说，我们发现超声波的声压值会降低，而超声波会因气泡的形成而造成伤害。此外，我们评估了细胞内泡沫损伤细胞的免疫原性，结果表明该方法引起的细胞死亡的免疫原性很高。具体内容如下所示。当通过抗体-抗原反应将抗体修饰的相变纳米液滴（9E5修饰的PCND）选择性地引入细胞时，共聚焦显微镜证实了液滴的聚集。将9E5修饰的PCND应用于DLD1细胞(表达抗原的癌细胞)1小时后，在细胞内未检​​测到来自9E5修饰的PCND的荧光信号，但观察到9E5修饰的PCND介入细胞膜。将9E5修饰的PCND应用于细胞后3小时，观察到9E5修饰的PCND转位到细胞中，并且在6小时时，转位到细胞中是显着的。 24小时后，在细胞内的多个位置检测到来自9E5修饰的PCND的高荧光强度值。当进行超声波照射并测量引起PCND细胞内聚集的条件和不引起PCND细胞内聚集的条件下的存活率时，发现在引起聚集的条件下损伤细胞所需的超声波强度较低。这表明通过将相变纳米液滴引入细胞中可以降低气泡形成造成的损伤阈值。此外，在细胞内泡沫引起的细胞死亡过程中，证实了ATP和HMGB1向细胞外的释放。这些物质被称为 DAMP（损伤相关分子模式）并且具有免疫原性。这表明该方法引起的细胞死亡具有高度免疫原性。

项目成果

超音波を用いたナノ粒子の血液脳関門透過性向上のin vitro評価

使用超声对纳米颗粒改善血脑屏障通透性的体外评估

• 发表时间: 2017
• 作者: Miho Kisaka;Satoshi Yamaguchi;Ayumu Ishijima;Takashi Azuma;Etsuko Kobayashi;Yoshikazu Shibasaki;Teruyuki Nagamune;Ichiro Sakuma and Akimitsu Okamoto;石島歩，東隆，山平真也，小林英津子，長棟輝行，佐久間一郎，川畑健一;石島歩，東隆，南畑孝介，山口哲志，山平真也，小林英津子，飯嶋麻里子，柴崎芳一，長棟輝行，佐久間一郎;菊地映美，石島歩，小林英津子，東隆，佐久間一郎，伊藤大知，太田誠一
• 通讯作者: 菊地映美，石島歩，小林英津子，東隆，佐久間一郎，伊藤大知，太田誠一

超音波セラノスティクスを志向した相変化ナノ液滴の化学修飾．

用于超声治疗诊断的相变纳米液滴的化学修饰。

• 发表时间: 2017
• 作者: A.Ishijima;T.Azuma;K.Minamihata;S.Yamaguchi;S.Yamahira;E.Kobayashi;M. Iijima;Y.Shibasaki;T.Nagamune;I. Sakuma;木坂美穂，山口哲志，東昂太郎，石島歩，東隆，柴崎芳一，佐久間一郎，岡本晃充
• 通讯作者: 木坂美穂，山口哲志，東昂太郎，石島歩，東隆，柴崎芳一，佐久間一郎，岡本晃充

相変化ナノ液滴気泡化時の周囲温度調節による気泡寿命制御．

通过在相变纳米液滴气泡形成过程中调节环境温度来控制气泡寿命。

• 发表时间: 2016
• 期刊: 超音波Techno
• 作者: A. Ishijima;J. Tanaka;T. Azuma;K. Minamihata;S. Yamaguchi;E. Kobayashi;T. Nagamune;and I. Sakuma;澁谷 陽子;石島歩，東隆，南畑孝介，山口哲志，小林英津子，長棟輝行，佐久間一郎．
• 通讯作者: 石島歩，東隆，南畑孝介，山口哲志，小林英津子，長棟輝行，佐久間一郎．

超音波照射による金ナノ粒子の血液脳関門透過性向上とその粒径依存性

超声辐照改善金纳米粒子血脑屏障通透性及其粒径依赖性

• 发表时间: 2017
• 作者: 仁木隆裕;松平竜之;田口友彦;新井洋由;太田誠一，菊地映美，石島歩，小林英津子，東隆，佐久間一郎，伊藤大知
• 通讯作者: 太田誠一，菊地映美，石島歩，小林英津子，東隆，佐久間一郎，伊藤大知

Antibody-conjugated phase-change nano-droplet for ultrasound therapeutic agent

用于超声治疗剂的抗体偶联相变纳米液滴

• 发表时间: 2017
• 作者: Ayumu Ishijima;S.Yamahira;S.Yamaguchi;E.Kobayashi;Y.Shibasaki;T.Azuma;T.Nagamune and I. Sakuma
• 通讯作者: T.Nagamune and I. Sakuma