Study ofCerenkov Radiation-mediated phototherapy for cancer therapy

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癌は最も悲惨な病気の一つである。癌の第一選択治療は、外科手術、化学療法、放射線療法などの複数の治療法ですが、近年、光増感剤を投与した後、特定の光で照射する光線治療が、新たな革新的ながん治療法として注目されている。光増感剤が光を浴びると一重項酸素が発生し近くの細胞を死滅させる。しかし、光線治療には、光増感剤を励起するための外部光源が必要であり、全身治療には適していないという制限がある。本研究の目的は、治療用放射性核種から放出されるチェレンコフ放射（CR）が光線治療用光増感剤を励起する内部光源となり、外部光源を使用せずに相乗的ながん治療効果が期待できることを検討することである。2022年度は、様々な実験を行った。IVIS 光イメージング、VISQUE 光イメージングシステム、 CMOS cameraなどを用いて、放射性同位元素64Cu、90Yから放出されるCRを確認した。そして、CRで励起される最適な候補の光増感剤を検討した。スペクトロフルオロメーターによる光増感剤の吸光度と蛍光スペクトルの測定、光イメージングシステムによる蛍光発光可視化などを行った。結果、モデル光増感剤としてテトラキス(4-カルボキシフェニル)ポルフィリン、CRを生成する放射性核種として64Cuを選択した。次に、IVIS光イメージングシステムと高透過率ロングパスフィルタフィルターを適切に組み合わせて、CRで誘起された光増感剤の蛍光発光スペクトルをシンプルかつ低コストな方法で識別できた。この方法は、有効な新光増感剤の発見とチェレンコフ放射-介在性光線治療開発に貢献できる。また、腫瘍に特異的に結合し、外部光源の光で励起される葉酸受容体を標的とした光増感剤の新たな候補を並行して検討し、評価も行った。光増感剤候補を用いた近赤外線光線力学療法の有効性を、葉酸受容体過剰発現腫瘍モデルを用いて前臨床レベルで実証した。