非集束型低エネルギー超音波とバブル製剤による脳内への薬物送達技術の構築

血液と脳の間の物質移動を厳密に制御する血液脳関門が存在するため、脳への薬物送達には血液脳関門の機能を制御する薬物デリバリー技術の開発が重要となる。本研究では、脳内へ効率的に薬物を送達するために、脳に対して非侵襲的かつ広範囲での血液脳関門透過性を亢進可能なバブル製剤と非集束型の低エネルギー超音波を組み合わせた技術の構築を目指す。本年度は、バブル製剤と超音波の併用による血液脳関門透過性亢進の特性について評価した。まず、脳疾患に対して抗体医薬品などが研究されていることから、血液脳関門を透過可能な物質の大きさについて、分子量の異なるデキストランを用いて検討した。マウスに蛍光標識デキストラン(4、70、2000 kDa)とバブルを尾静脈投与し、直ちに脳右半球に経頭蓋的に超音波を照射した。その後、脳切片を作成し共焦点レーザー顕微鏡による観察を行った。その結果、いずれの分子量の蛍光標識デキストランを投与した群においても、超音波を照射した脳右側で蛍光が観察された。血液脳関門の完全な破綻は血液成分の漏出などに伴う脳傷害を誘導すると考えられるため、透過性亢進は可逆的であることが望ましい。そこで次に、透過性亢進時間について検討した。マウスにバブルを尾静脈投与し、直ちに脳右半球に対して超音波を照射した。その数時間後にエバンスブルーを投与し移行量を評価した。その結果、３時間後にエバンスブルーを投与すると左右の脳への移行量に有意な差は認められず、血液脳関門の透過性亢進は可逆的であると考えられた。以上の検討から、バブル製剤と超音波を併用することで、高分子化合物を脳内へ送達可能であること、および血液脳関門の透過性亢進は可逆的であることが示唆された。今後、より詳細な血液脳関門の透過性亢進メカニズムや傷害性の評価を行うことで、安全性の高い脳への薬物送達技術の構築に繋がると考えられる。

血液と脳の間の物質移動を厳密に制御する血液脳関門が存在するため、脳への薬物送達には血液脳関門の機能を制御する薬物デリバリー技術の開発が重要となる。本研究では、脳内へ効率的に薬物を送達するために、脳に対して非侵襲的かつ広範囲での血液脳関門透過性を亢進可能なバブル製剤と非集束型の低エネルギー超音波を組み合わせた技術の構築を目指す。本年度は、バブル製剤と超音波の併用による血液脳関門透過性亢進の特性について評価した。まず、脳疾患に対して抗体医薬品などが研究されていることから、血液脳関門を透過可能な物質の大きさについて、分子量の異なるデキストランを用いて検討した。マウスに蛍光標識デキストラン(4、70、2000 kDa)とバブルを尾静脈投与し、直ちに脳右半球に経頭蓋的に超音波を照射した。その後、脳切片を作成し共焦点レーザー顕微鏡による観察を行った。その結果、いずれの分子量の蛍光標識デキストランを投与した群においても、超音波を照射した脳右側で蛍光が観察された。血液脳関門の完全な破綻は血液成分の漏出などに伴う脳傷害を誘導すると考えられるため、透過性亢進は可逆的であることが望ましい。そこで次に、透過性亢進時間について検討した。マウスにバブルを尾静脈投与し、直ちに脳右半球に対して超音波を照射した。その数時間後にエバンスブルーを投与し移行量を評価した。その結果、３時間後にエバンスブルーを投与すると左右の脳への移行量に有意な差は認められず、血液脳関門の透過性亢進は可逆的であると考えられた。以上の検討から、バブル製剤と超音波を併用することで、高分子化合物を脳内へ送達可能であること、および血液脳関門の透過性亢進は可逆的であることが示唆された。今後、より詳細な血液脳関門の透過性亢進メカニズムや傷害性の評価を行うことで、安全性の高い脳への薬物送達技術の構築に繋がると考えられる。