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Radioenhancement using ultrasound-stimulated microbubbles and nanoparticles

使用超声波刺激的微泡和纳米颗粒进行放射增强

基本信息

批准号：
21K07643
负责人：
中山雅央
金额：
$ 2.16万
依托单位：
Kobe University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K07643/
关键词：
マイクロバブル放射線治療ナノ粒子放射線増感剤

项目摘要

本年度はマイクロバブルを併用した際にナノ粒子の放射線増感効果が増強されるかどうかを検証するための細胞実験を中心に実施した。細胞には膵がん細胞株MIAPaCa2およびPANC1の2種類を用い、二酸化チタンベースの金属ナノ粒子とkVエネルギーX線での効果を検証した。コロニーアッセイで評価した結果、三者併用による相加的な効果は見られたものの、いずれの細胞株でもマイクロバブルによる相乗的な放射線増感効果は見られなかった。一方でX線照射せずともマイクロバブルと超音波照射だけで有意に細胞死が生じていることがわかり、さらにそれはマイクロバブル濃度に依存していた。このことから、マイクロバブルの濃度が高い場合、それ自体の毒性が高いために、そこにX線やナノ粒子を上乗せしても相乗効果は見られなかったと考えている。そこで低濃度のマイクロバブルで同様の実験を行ったところ、MIAPaCa2細胞においてマイクロバブルによる有意なX線の増感効果が確認された。しかしながら、低濃度マイクロバブルにおいてもそこにナノ粒子を加えても効果に差は見られなかった。また、PANC1では低濃度マイクロバブルでもその結果は高濃度時と同じ傾向であった。これらの結果からマイクロバブルに超音波照射することでマイクロバブル濃度に依存して細胞死が起こり、低濃度マイクロバブルの場合、そこに追加のX線照射を行うとその効果が増強される可能性が示唆される。その上でナノ粒子の併用に関しては、マイクロバブル＋超音波照射により細胞死が起こってしまうためにその細胞への取り込み量は増加せず、増強効果は見られなかったと考えている。一方でMIAPaCa2とPANC1細胞で結果に乖離があり、これらの効果には細胞依存性があるかもしれない。

This year, the radiation sensitivity effect of particles is increasing, and the radiation sensitivity of cells is increasing. Cell lines MIAPaCa2 and PANC1 were tested for their effects on metal particles and kV X-rays. The results of the evaluation of the three methods are as follows: X-ray irradiation and ultrasound irradiation are the two main factors affecting cell viability. When the concentration of these substances is high, the toxicity of the substance is high, and the X-ray particles are high. The results of the study were confirmed by X-ray sensitization of MIAPaCa2 cells at low concentrations. For example, if the concentration is low, the particle concentration will increase. PANC1 has the same tendency when it is low concentration. The results of this study are as follows: 1. The possibility of increasing the intensity of ultrasonic irradiation depends on the concentration of ultrasonic irradiation. 2. In the case of low concentration of ultrasonic irradiation, the possibility of increasing the intensity of ultrasonic irradiation is indicated. The combination of particles and ultrasonic irradiation increases the amount of cell death and enhances the effect of ultrasonic irradiation. One side is MIAPaCa2 and the other side is PANC1.