An Attempt to a New Neutron Capture Therapy Using Rhodium—The Anti-tumor Method Based on Beta Ray

Xuan Hou; 侯鉉; Hironobu Yanagie; 柳衛宏宣; Takehisa Matsukawa; 松川岳久; Ayano Kubota; 久保田章乃; Daibing Yang; 楊 代冰; Masashi Yanagawa; 柳川将志; Haruo Yamaguchi; 山口治雄; Minoru Ono; 小野 稔; Horacio Cabral; Horacio CABRAL; Kenji Shimazoe; 島添健次; Hiroyuki Takahashi; 高橋浩之

doi:10.3769/radioisotopes.73.9

ロジウムを用いた新中性子捕捉療法の試み—ベータ線に基づく抗腫瘍治療法—An Attempt to a New Neutron Capture Therapy Using Rhodium—The Anti-tumor Method Based on Beta Ray

侯鉉¹，柳衛宏宣^1,2,5，松川岳久³，久保田章乃³，楊代冰¹，柳川将志⁴，山口治雄⁵，小野稔⁵，Horacio CABRAL¹，島添健次¹，高橋浩之^1,5Xuan Hou¹, Hironobu Yanagie^1,2,5, Takehisa Matsukawa³, Ayano Kubota³, Daibing Yang¹, Masashi Yanagawa⁴, Haruo Yamaguchi⁵, Minoru Ono⁵, Horacio Cabral¹, Kenji Shimazoe¹, Hiroyuki Takahashi^1,5

¹ 東京大学大学院工学系研究科School of Engineering, The University of Tokyo

² 新潟薬科大学健康・自立総合研究機構Research Institute of Healthy Living, Niigata University of Pharmacy and Applied Life Sciences

³ 順天堂大学医学部衛生学・公衆衛生学講座Department of Epidemiology and Environmental Health, Juntendo University

⁴ 帯広畜産大学動物医療センターVeterinary Medical Center, Obihiro University of Agriculture and Veterinary Medicine

⁵ 東京大学医学部附属病院医工連携部Cooperative Unit of Medicine and Engineering, The University of Tokyo Hospital

受付日：2023年4月17日Received: April 17, 2023

受理日：2023年10月2日Accepted: October 2, 2023

発行日：2024年3月15日Published: March 15, 2024

中性子捕捉療法（NCT）は，二次粒子を用いて腫瘍を治療する方法である。ホウ素はすでに臨床でNCTに応用されており，ガドリニウムも注目されている。100%の天然存在度，長飛跡（二次粒子がベータ線），中性子断面積のピーク，および加速器による中性子への適合性などの利点があるため，NCTの要素として新しい元素であるロジウムを試みた。毒性を減らし，腫瘍内蓄積を増やすために，ロジウムを封入したリポソーム（Rh-Lip）を調整した。癌細胞とロジウム溶液のin vitroにおける毒性反応では，ロジウム濃度0.063 mg/mLにまでの希釈おいて，90%の細胞生存率を得た。一方，Rh-Lipとの反応では，ロジウム濃度0.25 mg/mLにおいても90%の細胞生存率を認め，Rh-Lipでは，より高濃度のロジウム原子を封入でき，毒性を減少できる可能性を示した。さらに，in vivoにおける腫瘍内滞留性を検討すると，投与3時間後のロジウム濃度は，Rh-Lipにおいて387.3 ppm，ロジウム溶液において46.6 ppmであり，Rh-Lipの腫瘍内滞留性を示すことができた。中性子照射後，Rh-Lipは腫瘍増殖の抑制と病理学的分析による腫瘍細胞への障害効果を示したため，ロジウムがNCTに有望な元素である可能性を有すると考えられる。

Neutron capture therapy (NCT) uses secondary particle to treat tumor. Boron has been applied to NCT in clinics, and gadolinium has also attracted the attention. Our group attempted a new candidate element, rhodium, because of its advantages, such as 100% natural abundance, long range (beta ray), neutron cross-section peak, and fitness to accelerator-based neutrons. To reduce toxicity and increase tumor accumulation, rhodium encapsulated liposomes (Rh-Lip) were synthesized. After 24 h exposure to rhodium solution, the cell viability increased to 90% when the rhodium concentration was diluted to 0.063 mg/mL; in contrast, it was up to 90% when rhodium concentration was diluted to 0.25 mg/mL in the Rh-Lip group. Moreover, in the Rh-Lip group, 387.3 ppm rhodium remained in the tumor 3 h after administration, but only 42.6 ppm remained in the rhodium solution group. After neutron irradiation, Rh-Lip showed a slower tumor growth rate and damage to tumor cells from pathological analysis, suggesting that rhodium is a potential element for NCT.

Key words: Neutron Capture Therapy (NCT); rhodium; beta ray; liposome

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ロジウムを用いた新中性子捕捉療法の試み—ベータ線に基づく抗腫瘍治療法—An Attempt to a New Neutron Capture Therapy Using Rhodium—The Anti-tumor Method Based on Beta Ray