L型アミノ酸トランスポーター(LAT1)陽性腫瘍へのホウ素中性子捕捉療法(BNCT)の適応拡大に向けたオールジャパンでのバスケット型治験実現のための、コンパニオン診断薬確立を目指す研究
研究課題情報
- 課題管理番号
- 25ck0106889h0003
- 統合プロジェクト(三期)
医薬品プロジェクト
- 統合プロジェクト(二期)
医薬品プロジェクト<第二期>
- 事業名
革新的がん医療実用化研究事業
- タグ(2025)
研究開発目的: 治療に関する研究
研究の性格: 医療技術・標準治療法<既存薬等>の確立等につながる研究<診療ガイドライン作成等>
研究モダリティ: 医療技術の確立<外科的手技等を含む>
ICD-10大分類: 新生物<腫瘍>
対象疾患領域: がん
補足確認: 診断 , 治療
- タグ(2024)
研究開発目的: 治療に関する研究
研究の性格: 医療技術・標準治療法<既存薬等>の確立等につながる研究<診療ガイドライン作成等>
研究モダリティ: 医療技術の確立<外科的手技等を含む>
ICD-10大分類: 新生物<腫瘍>
対象疾患領域: がん
補足確認: 診断 , 治療
- タグ(2023)
研究開発目的: 治療に関する研究
研究の性格: 医療技術・標準治療法<既存薬等>の確立等につながる研究<診療ガイドライン作成等>
研究モダリティ: 医療技術の確立<外科的手技等を含む>
ICD-10大分類: 新生物<腫瘍>
対象疾患領域: がん
補足確認: 診断 , 治療
- 代表研究機関
- 国立研究開発法人国立がん研究センター
- 研究代表者
(2025) 柏原大朗, 国立研究開発法人国立がん研究センター, 中央病院 放射線治療科、先端医療開発センター BNCT医療開発分野・医員
(2024) 柏原大朗, 国立研究開発法人国立がん研究センター, 中央病院 放射線治療科、先端医療開発センター BNCT医療開発分野・医員
(2023) 柏原大朗, 国立研究開発法人国立がん研究センター, 中央病院 放射線治療科、先端医療開発センター BNCT医療開発分野・医員
- 研究期間
- 2023年度 - 2025年度
- 課題への総配分額
- 30,030 千円
- 研究概要(2025)
- BNCTとは中性子とホウ素の核反応を利用した放射線治療の一種である。腫瘍細胞に集積するホウ素製剤をあらかじめ投与し中性子を照射することで生じる核反応を利用し、正常細胞へのダメージが少なく腫瘍細胞を選択的に死滅させることができ、高い治療効果や治療後の良好なQOLという医療面だけでなく単回照射などによる医療費削減の側面からもBNCTは革新的な治療法として注目されている。 BNCTの治療効果はホウ素製剤であるBPAの腫瘍への集積量に依存すると考えられているが、これまで詳細な検討までには至っていない。ホウ素薬剤はLAT1というアミノ酸トランスポーターを介して腫瘍細胞に取り込まれることが知られており、過去のin vitro研究では、悪性神経膠腫の細胞株においてLAT1をoverexpressionさせることによってBNCTの効果が高まったと報告されている。本研究では、他のがん種も含め、LAT1発現とBNCTの効果を検証し、さらにLAT1発現評価方法の標準化を図ることによって、LAT1発現を根拠としたBNCT治験実現を目指す。
- 研究概要(2024)
- BNCTとは中性子とホウ素の核反応を利用した放射線治療の一種である。腫瘍細胞に集積するホウ素製剤をあらかじめ投与し中性子を照射することで生じる核反応を利用し、正常細胞へのダメージが少なく腫瘍細胞を選択的に死滅させることができ、高い治療効果や治療後の良好なQOLという医療面だけでなく単回照射などによる医療費削減の側面からもBNCTは革新的な治療法として注目されている。 BNCTの治療効果はホウ素製剤であるBPAの腫瘍への集積量に依存すると考えられているが、これまで詳細な検討までには至っていない。ホウ素薬剤はLAT1というアミノ酸トランスポーターを介して腫瘍細胞に取り込まれることが知られており、過去のin vitro研究では、悪性神経膠腫の細胞株においてLAT1をoverexpressionさせることによってBNCTの効果が高まったと報告されている。本研究では、他のがん種も含め、LAT1発現とBNCTの効果を検証し、さらにLAT1発現評価方法の標準化を図ることによって、LAT1発現を根拠としたBNCT治験実現を目指す。
- 研究概要(2023)
- BNCTとは中性子とホウ素の核反応を利用した放射線治療の一種である。腫瘍細胞に集積するホウ素製剤をあらかじめ投与し中性子を照射することで生じる核反応を利用し、正常細胞へのダメージが少なく腫瘍細胞を選択的に死滅させることができ、高い治療効果や治療後の良好なQOLという医療面だけでなく単回照射などによる医療費削減の側面からもBNCTは革新的な治療法として注目されている。 BNCTの治療効果はホウ素製剤であるBPAの腫瘍への集積量に依存すると考えられているが、これまで詳細な検討までには至っていない。ホウ素薬剤はLAT1というアミノ酸トランスポーターを介して腫瘍細胞に取り込まれることが知られており、過去のin vitro研究では、悪性神経膠腫の細胞株においてLAT1をoverexpressionさせることによってBNCTの効果が高まったと報告されている。本研究では、他のがん種も含め、LAT1発現とBNCTの効果を検証し、さらにLAT1発現評価方法の標準化を図ることによって、LAT1発現を根拠としたBNCT治験実現を目指す。
研究成果情報
2024
2023
成果の概要
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本研究開発課題では、①BNCT治験に登録された症例でのLAT1発現と治療効果と相関解析、②BNCTに対する腫瘍免疫環境の関係性の解析、③日本中性子捕捉療法学会からのガイドラインへのLAT1発現のバイオマーカーとしての掲載、の3つの大きなテーマがある。以下が、この3つのテーマに関する、令和6年度の成果報告である。
当院で実施した皮膚血管肉腫および悪性黒色腫に対するホウ素中性子捕捉療法(Boron Neutron Capture Therapy, 以下BNCT)の第I相臨床試験に登録された10例のうち、研究同意が取れた7例(血管肉腫症例6例、悪性黒色腫1例)に関して、治療前組織検体を用いてシングルセル解析を行った。奏効群4例と非奏効群3例に分けて比較したところ、L型アミノ酸トランスポーター1(L-type amino acid transporter 1, 以下 LAT1)発現は奏効群で有意に高く、BNCTを実際に行った症例において、LAT1高発現であることがBNCTの治療効果のバイオマーカーとなり得ることが示唆された(①に関する解析)。
さらに、全治療前検体の統合データからCD8陽性T細胞を抽出し、その中でCD8陽性T細胞の活性化マーカー(GZMB, PRF1, IFNG)の遺伝子発現レベルをスコアリングし、奏効群と非奏効群で比較したところ、奏効群で有意に活性化スコアが高い結果となり、BNCTの治療効果には、腫瘍浸潤CD8陽性T細胞による抗腫瘍免疫応答が関与している可能性が示唆された。また、3症例において治療前検体と再発検体上での遺伝子発現を比較するため、再発検体でもシングルセル解析を行った。その結果、再発検体では有意にCD8陽性T細胞の活性化マーカーの発現スコアが低く、一方、疲弊マーカー(PDCD1, HAVCR2, LAG3)の発現スコアは有意に高かった。BNCT後の再発にはCD8陽性T細胞の疲弊が関与している可能性が示唆された(②に関する解析)。
また、LAT1発現のBNCTのバイオマーカーとしての利用に関する記載が、「ホウ素中性子捕捉療法用中性子照射装置の中性子ビーム特性評価ガイドライン(ドラフト版2024年12月公開)」に反映された(③に関する成果)。
当院で実施した皮膚血管肉腫および悪性黒色腫に対するホウ素中性子捕捉療法(Boron Neutron Capture Therapy, 以下BNCT)の第I相臨床試験に登録された10例のうち、研究同意が取れた7例(血管肉腫症例6例、悪性黒色腫1例)に関して、治療前組織検体を用いてシングルセル解析を行った。奏効群4例と非奏効群3例に分けて比較したところ、L型アミノ酸トランスポーター1(L-type amino acid transporter 1, 以下 LAT1)発現は奏効群で有意に高く、BNCTを実際に行った症例において、LAT1高発現であることがBNCTの治療効果のバイオマーカーとなり得ることが示唆された(①に関する解析)。
さらに、全治療前検体の統合データからCD8陽性T細胞を抽出し、その中でCD8陽性T細胞の活性化マーカー(GZMB, PRF1, IFNG)の遺伝子発現レベルをスコアリングし、奏効群と非奏効群で比較したところ、奏効群で有意に活性化スコアが高い結果となり、BNCTの治療効果には、腫瘍浸潤CD8陽性T細胞による抗腫瘍免疫応答が関与している可能性が示唆された。また、3症例において治療前検体と再発検体上での遺伝子発現を比較するため、再発検体でもシングルセル解析を行った。その結果、再発検体では有意にCD8陽性T細胞の活性化マーカーの発現スコアが低く、一方、疲弊マーカー(PDCD1, HAVCR2, LAG3)の発現スコアは有意に高かった。BNCT後の再発にはCD8陽性T細胞の疲弊が関与している可能性が示唆された(②に関する解析)。
また、LAT1発現のBNCTのバイオマーカーとしての利用に関する記載が、「ホウ素中性子捕捉療法用中性子照射装置の中性子ビーム特性評価ガイドライン(ドラフト版2024年12月公開)」に反映された(③に関する成果)。
学会誌・雑誌等における論文一覧
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1. Imamichi S, Ito T, Tong Y, Gao Z, Arai Y, Fujimori H, Chen L, Sanada Y, Nakamura S, Murakami Y, Ishiai M, Suzuki M, Itami J, Igaki H, Masunaga S, Masutani M. Transcriptome analysis of human oral squamous cancer SAS cells as an early response after boron neutron capture therapy. Appl Radiat Isot. 2025;218:111648. doi: 10.1016/j.apradiso.2024.111648.
2. Kashihara T, Nakamura S, Yamazaki N, Takahashi A, Namikawa K, Ogata D, Nakano E, Okuma K, Kaneda T, Mori T, Ito K, Itami J, Shimada K, Nakagama H, Igaki H. Boron neutron capture therapy for cutaneous angiosarcoma and malignant melanoma: First in-human phase I clinical trial. Radiother Oncol. 2025;202:110607. doi: 10.1016/j.radonc.2024.110607.
3. Kashihara T, Nakamura S, Igaki H. Response to 'Pioneering BNCT: Refining strategies for complex cutaneous malignancies. Radiother Oncol. 2025;206:110787. doi: 10.1016/j.radonc.2025.110787.
4. Kobayashi Y, Nakamura S, Takemori M, Nakaichi T, Shuto Y, Ito K, Takahashi K, Kashihara T, Yonemura M, Endo H, Kunito K, Okamoto H, Chiba T, Nakayama H, Oshika R, Kishida H, Itami J, Kurihara H, Igaki H. Comparison of dose distribution with and without reflecting heterogeneous boron distribution using (18)F-BPA positron emission tomography in boron neutron capture therapy. Appl Radiat Isot. 2025;219:111720. doi: 10.1016/j.apradiso.2025.111720.
5. Nakamura S, Takemori M, Nakaichi T, Shuto Y, Kashihara T, Iijima K, Chiba T, Nakayama H, Urago Y, Nishina S, Kobayashi Y, Kishida H, Imamichi S, Takahashi K, Masutani M, Okamoto H, Nishio T, Itami J, Igaki H. A method for delivering the required neutron fluence in an accelerator-based boron neutron capture therapy system employing a lithium target. Sci Rep. 2024;14(1):11253. doi: 10.1038/s41598-024-62060-9.
6. Nakamura S, Tanaka H, Kato T, Akita K, Takemori M, Kasai Y, Kashihara T, Takai Y, Nihei K, Onishi H, Igaki H. A national survey of medical staffs' required capability and workload for accelerator-based boron neutron capture therapy. J Radiat Res. 2024;65(5):712-24. doi: 10.1093/jrr/rrae058.
7. Takada M, Yagi N, Nakamura S, Shimada K, Itami J, Igaki H, Nakamura M, Nunomiya T, Endo S, Kajimoto T, Tanaka K, Aoyama K, Narita M, Nakamura T. Development of an online neutron beam monitoring system for accelerator-based boron neutron capture therapy in a hospital. Med Phys. 2025;52(1):605-18. doi: 10.1002/mp.17480.
8. Watanabe Y, Chen YW, Igaki H, Arakawa A, Tao K, Sugiyama M, Nakajima M, Shirakawa N, Yanagisawa S, Miyakita Y, Yoshida A, Isohashi K, Ono K, Narita Y, Ogawa C. Boron neutron capture therapy prolongs survival in a patient with a recurrent malignant peripheral nerve sheath tumor-A case report. Pediatr Blood Cancer. 2024;71(7):e31011. doi: 10.1002/pbc.31011.
9. Green S, Phoenix B, Nakamura S, Liu YH, Shu D, Hu N, Suzuki S, Koivunoro H, Kumada H, Tanaka H. Accelerator neutron sources for BNCT: Current status and some pointers for future development. Appl Radiat Isot. 2025 217:111656. doi: 10.1016/j.apradiso.2025.111656.
10. Takada M, Yagi N, Shimada K, Fujii R, Nakamura M, Nakamura S, Kato S, Nunomiya T, Aoyama K, Narita M, Nakamura T. Novel approach to long-term monitoring of accelerator-based boron neutron capture therapy. Med Phys. 2025 Feb 17. doi: 10.1002/mp.17699. Epub ahead of print.
学会・シンポジウム等における口頭・ポスター
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1. LAT1も含めた今後のホウ素中性子捕捉療法について(第20回日本中性子捕捉療法学会 市民公開講座)、柏原大朗、高槻城公園芸術文化劇場、2024/7/28、国内、口頭
国内 / 口頭
2. Igaki H. Clinical Practice of Boron Neutron Capture Therapy (BNCT) (S4-3: About Theranostics in BNCT) IAEA Training Course on Streamlined and Emerging Theranostics techniques, Kamakura, 2024.8.5-9. 国内・口頭
国内 / 口頭
3. Igaki H, Suzuki M, Nakamura S, Kumada H. Regulatory aspect of the beam quality of the neutron irradiation systems for boron neutron capture therapy. 20th International Congress on Neutron Capture Therapy. (Kraków, Poland) 2024.6.24-28. 国外・口頭
国外 / 口頭
4. Nakamura S, Tanaka H, Akita K, Kato T, Takai Y, Nihei K, Onishi H, Igaki H. Requirements for a suitable Japanese medical care provision system and its personnel in boron neutron capture therapy. 20th International Congress on Neutron Capture Therapy. (Kraków, Poland) 2024.6.24-28. 国外・口頭
国外 / 口頭
5. Takemori M, Nakamura S, Nakaichi T, Okamoto H, Iijima K, Chiba T, Nakayama H, Shuto Y, Kobayashi Y, Yonemura M, Urago Y, Nishitani M, Nakamura M, Hayashi T, Kashihara T, Igaki H. The feasibility study of BNCT for thoracic tumors: treatment planning aspect. 20th International Congress on Neutron Capture Therapy. (Kraków, Poland) 2024.6.24-28. 国外・口頭
国外 / 口頭
6. Yonemura M, Takemori M, Nakamura S, Nakaichi T, Okamoto H, Iijima K, Chiba T, Nakayama H, Shuto Y, Kobayashi Y, Oshika R, Kishida H, Urago Y, Nishitani M, Nakamura M, Hayashi T, Kashihara T, Igaki H. Impact of liver dose reduction in BNCT using LiF collimator: treatment planning aspect. 20th International Congress on Neutron Capture Therapy. (Kraków, Poland) 2024.6.24-28. 国外・口頭
国外 / 口頭
7. Kobayashi Y, Nakamura S, Takemori M, Nakaichi T, Shuto Y, Ito K, Takahashi K, Yonemura M, Kashihara T, KunitoK, Okamoto H, Chiba T, Nakayama H, Itami J, Kurihara H, Igaki H. Comparison of dose distribution with and without reflecting heterogeneous boron drug distribution using 18F-BPA positron emission tomography in boron neutron capture therapy. 20th International Congress on Neutron Capture Therapy. (Kraków, Poland) 2024.6.24-28. 国外・ポスター
国外 / ポスター
8. Shuto Y, Nakamura S, Imamichi S, Shimada K, Takemori M, Kasai Y, Nakaichi T, Kanai Y, Nakayama H, Kobayashi Y, Yonemura M, Chiba T, Urago Y, Okamoto H, Goka T, Ishiai M, Masutani M, Igaki H. Relative biological effectiveness in an accelerator-based BNCT system coupled to a solid-state lithium target: two different approaches for neutron beams. 20th International Congress on Neutron Capture Therapy. (Kraków, Poland) 2024.6.24-28. 国外・ポスター
国外 / ポスター
9. Measurement of neutron beam of iBNCT001 and validation of calculation accuracy of Tsukuba-Plan for BNCT, Kumada H, Takada K, Li Y, Tanaka S, Nakai K, Sakurai H, Sakae T, International conferences of Mini Micro Nano Dosimetry (MMND 2025) in conjunction with Innovation Technologies in Radiation Oncology (ITRO 2025); Sydney, Australia, 2025/2/19, 国外, 口頭.
国外 / 口頭
10. Neutron beam performance of iBNCT001, a linac-based BNCT device of University of Tsukuba, Kumada H, Accelerator Based Boron Neutron Capture Therapy in Asia: Current state of the art and future work; South Korea, 2024/12/10, 国外, 口頭.
国外 / 口頭