Development of a thermal neutron-sensitive liposome for a novel drug delivery system aiming for radio-chemo-concurrent cancer therapy

癌治療薬物放出担体としての電離放射線感受性リポソームの開発

赤松 憲

Akamatsu, Ken

熱中性子照射によって破壊される熱中性子感受性リポソームを開発する。腫瘍に蓄積した熱中性子感受性リポソームが熱中性子により破壊されて、封入した抗癌剤が放出されるような薬物放出制御システムを構築する。リポソーム破壊に最も寄与する化学種は、水の放射線分解物である・OHと予想した。その仮説に従い、まず実験室光源である軟X線を用いてリポソームの脂質組成と放射線感受性の関係を調べた。軟X線を用いた実験で得られた結果をもとに、ホウ素化合物と抗癌剤を封入したリポソームを作製し、中性子照射による抗癌剤の放出性を調べた。軟X線を用いた基礎検討により、3成分系リポソームの放射線感受性は、(1)リポソーム懸濁液の濃度,(2)リポソーム脂質組成,(3)線量率の影響を大きく受けることが明らかとなった。(1)(2)(3)を最適化した結果、100Gy未満の線量で破壊されるリポソームを構築することができた。基礎検討をもとに作製したリポソームにホウ素化合物及び抗癌剤カルボプラチンを封入し、ホウ素中性子捕捉反応による抗癌剤放出性を調べた。その結果、照射により抗癌剤の放出速度が有意に上昇することが明らかとなった。

An ionizing radiation-sensitive liposome has been developed aiming for irradiation site-specific controlled release of an anticancer agent from liposomes accumulated at tumor. As the first step of the study, X-ray-sensitive liposome has been constructed, consisting of an unsaturated phosphatidyl choline (PC), a saturated PC, and cholesterol. The radiation sensitivity was estimated by measuring release rate of a fluorophore, calcein, through the lipid bilayer. As a result, the following characteristics of X-ray-sensitive liposomes were discovered: (1) A PC with bis-allylic hydrogen is an essential component of unsaturated PC, (2) Dilinoleoyl PC (DLOPC) is the most favorable component of unsaturated PC, (3) A lower dose rate makes the liposome more X-ray-sensitive. In this presentation, we will discuss radiation chemical mechanism of the ionizing radiation-sensitive liposome, and their pharmaceutical applications for radiation therapy such as boron neutron capture therapy.