ナノマテリアルと分子ナノテクノロジーのジャーナル

酸化チタンナノ粒子を用いたナノ粒子増強放射線治療

ガレス・ウェイクフィールド、マーティン・ガーデナー、マット・ストック、ミーガン・アデア

酸化チタンは、水の分解によってヒドロキシルフリーラジカルを生成する光活性材料です。希土類イオンをドープすると、酸化チタンナノ粒子はX線およびX線生成電子によって活性化され、固形腫瘍の放射線治療を強化するために使用されます。ナノ粒子は水の分解によってフリーラジカルを生成するため、分子状酸素の存在は必要なく、悪性の低酸素性腫瘍を標的とすることができます。放射線抵抗性膵臓癌（PANC-1）細胞のクローン原性アッセイでは、臨床的に関連するナノ粒子負荷で1.9の放射線治療線量増強係数が示されています。急速に増殖する口腔咽頭癌（FaDu）異種移植では、腫瘍内注射によって送達された希土類ドープ酸化チタンナノ粒子が腫瘍全体に分散し、癌細胞に取り込まれ、ゴルジ体で受動的に蓄積されることが実証されています。放射線治療によりナノ粒子が活性化され、ヒドロキシルフリーラジカルが生成され、ゴルジ体が破壊され、腫瘍細胞のアポトーシスが誘発されます。その結果、増殖中の癌細胞が減少し、腫瘍の再増殖率が 3.8 分の 1 に減少します。放射線治療に加えてナノ粒子を使用した場合、全身毒性は増加しません。したがって、希土類元素をドープした酸化チタンナノ粒子は、放射線治療中に細胞のゴルジ体を破壊することで腫瘍を治療する新しいアプローチとなります。