Manganese Staining-MRI Pathological Analysis

• Project/Area Number: 17H00860
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Biomedical engineering/Biomaterial science and engineering
• Research Institution: National Institutes for Quantum Science and Technology
• Principal Investigator: Aoki Ichio 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 量子生命・医学部門 量子医科学研究所 分子イメージング診断治療研究部・機能分子計測グループ, 上席研究員 (10319519)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): Cabral Horacio 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (10533911) ; 田畑 泰彦 京都大学, ウイルス・再生医科学研究所, 教授 (50211371) ; 宮島 大吾 国立研究開発法人理化学研究所, 創発物性科学研究センター, ユニットリーダー (60707826)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2022-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2021)
• Budget Amount: ¥42,120,000 (Direct Cost: ¥32,400,000、Indirect Cost: ¥9,720,000); Fiscal Year 2021: ¥7,540,000 (Direct Cost: ¥5,800,000、Indirect Cost: ¥1,740,000); Fiscal Year 2020: ¥9,230,000 (Direct Cost: ¥7,100,000、Indirect Cost: ¥2,130,000); Fiscal Year 2019: ¥9,620,000 (Direct Cost: ¥7,400,000、Indirect Cost: ¥2,220,000); Fiscal Year 2018: ¥10,140,000 (Direct Cost: ¥7,800,000、Indirect Cost: ¥2,340,000); Fiscal Year 2017: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000)
• Keywords: MRI / マンガン / 造影剤 / 病理診断 / 定量 / ナノ粒子 / ナノDDS / Mn / 高解像イメージング / 病理 / 生体イメージング / DDS

Outline of Final Research Achievements

The ultra-small reactive MnO nanoparticles synthesized by Miyajima (Riken) have become a new MRI contrast agent with pH responsiveness. We also developed a nanogel-based contrast agent with extremely small particle size by radiation cross-linking using gelatin material (Acta Biomater. 2021). This has potential for clinical application in the future. To develop a method for evaluating the relationship between ultra-high-resolution MRI imaging and pathology, we have been tested a mouse glioma models using multiparametric MRI. An important technological resources were established through this grant and research.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

MRIは磁気とFMラジオ波を使った診断装置で、検査に痛みや放射線被ばくが無いため、多くの病気の診断に用いられている。もしもMRIを使って細胞レベルの観察ができたら、病気の発症前や重症化する前に発見することができる。この研究では、マンガン造影剤の開発を通じて、MRIと使って病理解析を行うための技術開発を行った。実現には課題は多いが、本研究によって、MRIを使って病理診断を行う未来の医療の礎となる技術が開発され、多数の論文が報告された。