放射線加工による高機能ヒアルロン酸の創製とがん幹細胞標的型BNCTへの応用

通过辐射加工创建高功能透明质酸并将其应用于癌症干细胞靶向BNCT

• 批准号: 22K07783
• 负责人: 山沖 留美
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Osaka Medical and Pharmaceutical University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K07783/
• 关键词: ヒアルロン酸; 放射線照射; ナノ粒子; ホウ素中性子捕捉療法; DDS

ホウ素中性子捕捉療法（BNCT）に用いる製剤には、腫瘍組織内にホウ素濃度20 ppm～40 ppmの集積性が求められる。本研究では、細胞外マトリックス主要構成成分の一つであるヒアルロン酸（HA）は粒子サイズにより生体機能が異なり、がん幹細胞の増殖・転移に関与する点に着目し、その核となるヒアルロン酸ナノ粒子（HANPs）の作製を放射線の主鎖切断作用を活用し試みる。これにより、分解剤を用いず生体適合性を保った状態でヒアルロン酸に機能性を付与でき、同時に放射線による殺滅菌も実施できるため、他の薬剤の除去工程を省略でき、経済性に優れる医療原料を創出できる。さらに、ヒアルロン酸は水酸基を多く有し、1分子製剤あたりに多くのホウ素化合物を封入可能であることより、血管透過性に基づくEnhanced Permeation and Retention （EPR）効果の活用と、ヒアルロン酸とがん幹細胞マーカーのCD44との親和性に基づく腫瘍集積性の高いホウ素－HANPs（B-HANPs）を創出し、BNCTのためのDDS製剤への応用を目指す。当該年度は、ヒアルロン酸 (微生物由来、80万ダルトン以上) に、5 MeVの電子線を用いて室温下にて5 kGy～50 kGyに照射した。照射後のヒアルロン酸について、電子スピン共鳴法、サイズ排除クロマトグラフィー、粘度計測、動的光散乱法により解析した結果、電子線の吸収線量に応じてヒアルロン酸の分子鎖が切断され、10 nm～500 nm 範囲のHANPsを作製できることが判明した。さらに、ボロノフェニルアラニン (BPA) を用い、ホウ素－HANPs 合成法として塩基添加調整法の検討を行った結果、HANPsとBPAとの複合体形成を示唆する条件を見出すことができた。

用于硼中子捕获疗法（BNCT）的制剂要求肿瘤组织内的硼浓度为20 ppm至40 ppm。在本研究中，我们重点关注透明质酸（HA）作为细胞外基质的主要成分之一，根据其颗粒大小具有不同的生物学功能，并参与癌症干细胞的增殖和转移。尝试利用辐射的主链裂解效应来制造纳米颗粒（HNP）。这使得可以在不使用降解剂的情况下在保持生物相容性的情况下为透明质酸添加功能，同时用辐射对其进行灭菌，从而消除了去除其他药物的过程，使其成为一种经济的医疗原料。此外，透明质酸具有许多羟基，每个分子中可以含有许多硼化合物，从而可以利用基于血管通透性的增强渗透和保留（EPR）效应，并改善透明质酸与癌症之间的关系。基于其与干细胞标记物 CD44 的亲和力，硼-HNPs (B-HNPs) 具有高肿瘤积累性，并将其应用于 BNCT 的 DDS 制剂。今年，使用5 MeV电子束在室温下对透明质酸（源自微生物，超过800,000道尔顿）进行了5 kGy至50 kGy的照射。使用电子自旋共振、尺寸排阻色谱、粘度测定、动态光散射等对照射后的透明质酸进行分析的结果发现，透明质酸的分子链根据电子束的吸收剂量而断裂，10 nm至10 nm 发现可以产生500 nm范围内的HANP。此外，作为使用硼基苯丙氨酸(BPA)合成硼-HNP的方法，我们对碱基添加调整法进行了研究，结果发现了HANP与BPA之间形成复合物的条件。