中性子捕捉治療が効きにくい腫瘍にも有効な薬剤を開発~既存薬剤が適応困難な腫瘍にも中性子捕捉療法の選択肢を提供~

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2026-02-10 東京科学大学

東京科学大学京都大学 複合原子力科学研究所の共同研究グループは、既存薬剤が効きにくい腫瘍にも有効な新規低分子ホウ素薬剤「GluBs」を開発した。ホウ素中性子捕捉療法(BNCT)は、がん細胞に集積したホウ素と中性子の核反応でがんを選択的に殺傷する治療法だが、現在唯一承認されているL-BPAは一部腫瘍で集積性が低いという課題があった。本研究では、L-BPA耐性腫瘍でも高発現するアミノ酸輸送体ASCT2に着目し、グルタミン構造を模倣したGluBsを設計。GluBsはL-BPA耐性腫瘍細胞で高い取り込みを示し、マウスモデルでもL-BPAを上回るホウ素集積と優れたBNCT効果を発揮した。これにより、BNCTの適応範囲拡大と難治性・再発がんへの新たな治療選択肢提供が期待される。本成果はJournal of Controlled Releaseに掲載された。

中性子捕捉治療が効きにくい腫瘍にも有効な薬剤を開発~既存薬剤が適応困難な腫瘍にも中性子捕捉療法の選択肢を提供~
図1. (A)GluBsの分子デザインと細胞内取り込みの概要。(B)L-BPA耐性腫瘍でのGluB-2のホウ素集積と中性子捕捉療法効果

<関連情報>

L-4-ボロノフェニルアラニン難治性腫瘍の中性子捕捉療法のためのアラニン-セリン-システイントランスポーター標的小分子ホウ素キャリア Alanine-serine-cysteine transporter-targeted small-molecule boron carriers for neutron capture therapy of L-4‑boronophenylalanine-refractory tumors

Kazuki Miura, Tomoyuki Araki, Taiki Morita, Kai Nishimura, Satoshi Okada, Minoru Suzuki, Hiroyuki Nakamura
Journal of Controlled Release  Available online: 22 December 2025
DOI:https://doi.org/10.1016/j.jconrel.2025.114566

Highlights

  • GluBs were designed and synthesized as a new class of boron carriers targeting ASCT2.
  • GluB-2 demonstrated preferential and significantly higher uptake in glioblastoma cells than BPA.
  • GluB-2 demonstrated superior BNCT efficacy over BPA in a human GBM xenograft model.

Abstract

Boron neutron capture therapy (BNCT) requires the selective delivery of sufficient amounts of 10B to tumors. However, its clinical efficacy remains limited because the approved 10B agent L-4‑boronophenylalanine (BPA) relies primarily on the L-type amino acid transporter 1 (LAT1), leaving LAT1-low tumors refractory to treatment. Here, we report GluB-2, a water-soluble, alanine-serine-cysteine transporter 2 (ASCT2)-targeted small-molecule 10B carrier that expands BNCT applicability beyond BPA. GluB-2 exhibited high solubility, low cytotoxicity, and preferential ASCT2-mediated uptake in multiple cancer cell lines, particularly those with low LAT1 and high ASCT2 expression. In vivo, GluB-2 achieved tumor boron concentrations exceeding the therapeutic threshold (>20 μg [10B]/g tissue) after both intravenous and intraperitoneal administration, representing the first non-BPA small-molecule 10B carrier to reach this level. Upon thermal neutron irradiation, GluB-2 induced pronounced tumor suppression in both the CT26 allograft and the BPA-refractory U87MG xenograft models without evidence of systemic toxicity. These findings demonstrate that GluB-2 enables therapeutic small-molecule delivery of 10B to tumors through multiple dosing routes and expands the clinical applicability of BNCT beyond BPA, highlighting its translational potential.

有機化学・薬学
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