多機能集積型酸化チタン内包高分子ミセルの構築と低侵襲超音波力学療法への展開

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二酸化チタン（TiO2）ナノ粒子内包ポリイオンコンプレックス（PIC）ミセルを取り込んだ細胞への超音波照射による、殺細胞効果の誘導メカニズムを明らかにするために、PICミセルの調製に用いるポリマーの組成が超音波力学療法（SDT）効果に与える影響について検討した。分子量及び導入率の異なるポリエチレングリコールグラフト鎖を有するポリアリルアミンを合成し、TiO2ナノ粒子と静電的に複合化させることで、PICミセルを調製した。得られたPICミセルについて、ヒト子宮頸がん由来HeLa細胞に対する超音波照射によるSDT効果の誘導を比較検討した。その結果、PICミセルは照射時間に依存した細胞生存率の低下を示し、殺細胞効果の指標として細胞生存率が50%となる超音波照射時間IT50を決定したところ、ポリマーの組成の異なるミセル間でIT50値に差が認められた。このIT50に差が生じる要因を明らかにするために、PICミセルの細胞取り込みや超音波照射による一重項酸素の生成、細胞内分布を評価した結果、PICミセルの調製に用いたポリマーの組成は、ミセルの取り込み量や超音波照射による一重項酸素の生成量には影響しなかったが、細胞内分布に違いがあることが確認された。特に、超音波照射による著しい細胞生存率の低下を誘導したPICミセルでは、細胞質ゾルに広く分布する性質を示した。これは細胞内に広く分布したミセルが、より多くのミトコンドリアに酸化ダメージを与えることで効果的に殺細胞効果を誘導したことを示している。さらに、これら超音波照射によるSDT効果はアポトーシスによる細胞死であることを明らかにした。これらの結果は、TiO2ナノ粒子内包PICミセルがSDTに有用であることを示唆している。