Noninvasive imaging and therapy of vascular inflammation with gold nanoparticles

• Project/Area Number: 16K09511
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Cardiovascular medicine
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: Kosuge Hisanori 筑波大学, 医学医療系, 研究員 (00376774)
• Research Collaborator: Nakamura Maki ; Oyane Ayako
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2018)
• Budget Amount: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2018: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000); Fiscal Year 2017: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2016: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
• Keywords: 血管炎症 / ナノ粒子 / 金ナノ粒子 / マクロファージ / 画像診断

Outline of Final Research Achievements

We evaluated gold nanoparticles for noninvasive imaging and therapy of vascular inflammation. Computed tomography (CT) imaging demonstrated gold nanoparticles accumulated in the lesion of vascular inflammation in mouse models after injection of gold nanoparticles. Laser light exposure induced death of cells with gold nanoparticles. Based on these experiments, gold nanoparticles have the potential for CT imaging and laser ablation of vascular inflammation.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では、金ナノ粒子を用いて血管炎症部位(動脈硬化や腹部大動脈瘤)をCT撮影により非侵襲的に検出することが可能であった。また、金ナノ粒子を取り込んだ細胞に対して近赤外線レーザー光を照射することにより、細胞死が誘導されることが示され、近赤外線レーザー光照射による非侵襲的な治療の可能性が示唆された。金ナノ粒子は診断および治療の双方に有用であり、血管炎症性病変の早期発見に加え、早期治療への応用が期待される。

Research Products

• [Journal Article] Facile one-pot fabrication of calcium phosphate-based composite nanoparticles as delivery and MRI contrast agents for macrophages (2018)
  • Author(s): Nakamura Maki、Oyane Ayako、Kuroiwa Kiyoko、Shimizu Yoshiki、Pyatenko Alexander、Misawa Masaki、Numano Tomokazu、Kosuge Hisanori
  • Journal Title: Colloids and Surfaces B: Biointerfaces Volume: 162 Pages: 135-145
  • DOI: 10.1016/j.colsurfb.2017.11.034
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Noninvasive imaging of experimental aortic aneurysms using gold nanoparticles (2019)
  • Author(s): Hisanori Kosuge, Maki Nakamura, Ayako Oyane, Kazuko Tajiri, Nobuyuki Murakoshi, Satoshi Sakai, Akira Sato, Masaki Ieda, Kazutaka Aonuma
  • Organizer: 第83回日本循環器学会学術集会
• [Presentation] Gold Nanoparticles Allow CT Imaging of Experimental Atherosclerosis (2018)
  • Author(s): Hisanori Kosuge, Maki Nakamura, Ayako Oyane, Kazuko Tajiri, Nobuyuki Murakoshi, Satoshi Sakai, Akira Sato, Kazutaka Aonuma
  • Organizer: Vascular Discovery: From Genes to Medicine Scientific Sessions
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Gold Nanoparticles for Detection of Vascular Inflammation in Experimental Carotid Atherosclerosis and Aortic Aneurysms (2018)
  • Author(s): Hisanori Kosuge, Maki Nakamura, Ayako Oyane, Kazuko Tajiri, Nobuyuki Murakoshi, Satoshi Sakai, Akira Sato, Masaki Ieda, Kazutaka Aonuma
  • Organizer: American Heart Association Scientific Sessions
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Interaction of calcium phosphate with gold nanocrystals coated with polyethylene glycol (2018)
  • Author(s): 中村真紀、黒岩輝代子、大矢根綾子、小菅寿徳
  • Organizer: Bioceramics 30
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] マクロファージイメージングのためのリン酸カルシウム複合ナノ粒子のone-pot合成 (2018)
  • Author(s): 中村 真紀、大矢根 綾子、黒岩 輝代子、清水禎樹、三澤 雅樹、沼野 智一、小菅 寿徳
  • Organizer: つくば医工連携フォーラム2018
• [Presentation] ポリエチレングリコールで被覆された金ナノ粒子を担持したリン酸カルシウム系ナノ粒子の作製 (2018)
  • Author(s): 中村 真紀・黒岩 輝代子・大矢根 綾子、小菅 寿徳
  • Organizer: 公益社団法人日本セラミックス協会 2018年年会
• [Presentation] Gold nanoparticles for imaging vascular inflammation (2018)
  • Author(s): Hisanori Kosuge, Maki Nakamura, Ayako Oyane, Kazuko Tajiri, Nobuyuki Murakoshi, Satoshi Sakai, Akira Sato, Kazutaka Aonuma
  • Organizer: The 82nd Annual Scientific Meeting of the Japanese Circulation Society
• [Presentation] 医療用注射液を用いた磁性酸化鉄含有リン酸カルシウムナノ粒子の作製 (2017)
  • Author(s): 中村 真紀・黒岩 輝代子・大矢根 綾子・三澤 雅樹・沼野 智一・小菅 寿徳
  • Organizer: 公益社団法人日本セラミックス協会 2017年年会
  • Place of Presentation: 日本大学 駿河台キャンパス 東京都千代田区
  • Year and Date: 2017-03-17
• [Presentation] マクロファージ検出のための磁性酸化鉄ナノ粒子含有リン酸カルシウム系粒子の作製 (2017)
  • Author(s): 中村 真紀、大矢根 綾子、黒岩 輝代子、三澤 雅樹、沼野 智一、小菅 寿徳
  • Organizer: 第39回日本バイオマテリアル学会大会
• [Presentation] FACILE ONE-POT FABRICATION OF MAGNETIC IRON OXIDE-CALCIUM PHOSPHATE COMPOSITE NANOPARTICLES AS DELIVERY AND IMAGING AGENTS FOR MACROPHAGES (2017)
  • Author(s): Maki Nakamura, Ayako Oyane, Kiyoko Kuroiwa, Masaki Misawa, Tomokazu Numano, Hisanori Kosuge
  • Organizer: 17th Asian BioCeramics Symposium
  • Int'l Joint Research