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虚血性血管構造変化メカニズム の解明による末梢動脈疾患診断法開発への応用

Research Project

Project/Area Number 17J02938
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Laboratory medicine
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

徳永 正之  東北大学, 医学系研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2017-04-26 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000)
Fiscal Year 2019: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2018: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2017: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywords末梢動脈疾患 / 動脈形成 / X線CT / 金ナノ粒子
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、末梢動脈疾患を模倣した下肢虚血モデルマウスを作製し、金ナノ粒子造影剤を用いたX線CTイメージングで血管構造変化を観察している。昨年度までの研究において、動脈形成過程の際、血管形態パターンを維持しながら血管拡張するということを明らかにした。本年度の結果として、虚血後の動脈形成過程の血管構造変化には、病理切片の免疫染色の結果から、血管内皮細胞の増殖には極性がある可能性を示した。そこで、血管内皮細胞配置がどう配向するか、シミュレーションによって検討した。先行研究より、虚血によって壁せん断応力が増加した血管では、血流方向に血管内皮細胞が配向して血管が拡張するという報告がある。壁せん断応力とは血管壁にかかる血流からの力であり、細い血管に多くの血流量が流れるとき壁せん断応力は大きくなる。血管内皮細胞配置シミュレーションにより、虚血刺激応答初期(虚血処置後1週間程度)では内皮細胞は血流方向に配向していないが、虚血刺激応答後期(虚血処置後4週間程度)では内皮細胞が血流方向に配向するのではないかと推測された。すなわち、血管拡張の際の血管内皮細胞増殖は、血流方向よりも血管周方向に増殖する極性があることを示唆した。
また、本研究を遂行するにあたり、金ナノ粒子造影剤を用いたX線CTイメージングを、さらに微細な血管まで可視化する技術に発展させることができた。具体的には、微小流路ファントムを作製し、金ナノ粒子造影剤とマイクロX線CTでどれほど細い管が描出可能かを詳細に調べた。その結果、約30μmの血管まで描出可能であることが示された。よって、この技術が末梢動脈疾患の虚血性血管構造変化解析以外の分析にも適応できる可能性も示唆した。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (13 results)

All 2019 2018 2017

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 3 results) Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results)

  • [Journal Article] Quantitative analyses of amount and localization of radiosensitizer gold nanoparticles interacting with cancer cells to optimize radiation therapy2019

    • Author(s)
      Hatoyama Keiichiro、Kitamura Narufumi、Takano-Kasuya Mayumi、Tokunaga Masayuki、Oikawa Takahiro、Ohta Mineto、Hamada Yoh、Tada Hiroshi、Kobayashi Yoshio、Kamei Takashi、Gonda Kohsuke
    • Journal Title

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      Volume: 508 Issue: 4 Pages: 1093-1100

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2018.12.016

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Fabrication and dual imaging properties of quantum dot/silica core-shell particles immobilized with gold nanoparticles2018

    • Author(s)
      Li Ting-ting、Inose Tomoya、Oikawa Takahiro、Tokunaga Masayuki、Hatoyama Keiichiro、Nakashima Kouichi、Kamei Takashi、Gonda Kohsuke、Kobayashi Yoshio
    • Journal Title

      Materials Technology

      Volume: 33 Issue: 11 Pages: 737-747

    • DOI

      10.1080/10667857.2018.1502504

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Synthesis on aggregation of colloidal solutions of ICG-active silica nanoparticles and their application in in‐vivo fluorescence imaging2018

    • Author(s)
      Shindo Yuta、Inose Tomoya、Kubota Yohsuke、Oikawa Takahiro、Tokunaga Masayuki、Kamei Takashi、Gonda Kohsuke、Kobayashi Yoshio
    • Journal Title

      Materials Chemistry and Physics

      Volume: 220 Pages: 201-207

    • DOI

      10.1016/j.matchemphys.2018.08.073

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 金ナノ粒子を用いた腫瘍血管イメージングによる血管新生阻害薬の薬効解析2019

    • Author(s)
      徳永 正之, 今井 陽介, 北村 成史, 濱田 庸, 高野 真由美, 古澤 直子, 中野 寧, 小林 芳男, 権田 幸祐
    • Organizer
      ナノ学会第17回大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Mechanism Analyses of Drug Resistance of VEGF-targeted antibody drug by X-ray CT Imaging of Tumor Blood Vessels2019

    • Author(s)
      Masayuki Tokunaga, Narufumi Kitamura, Mineto Ohta, Kohsuke Gonda
    • Organizer
      第78回日本癌学会学術総会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Analyses of drug resistance mechanisms of anti-angiogenic agent in cancer therapy by tumor vessel imaging2019

    • Author(s)
      M. Tokunaga, Y. Imai, N. Kitamura, M. Takano-Kasuya, Y. Hamada, T. Inose, M. Ohta, H. Negishi, T. Aimiya, H. Yamamoto, A. Hirano-Iwata, N. Furusawa, H. Tada, T. Ishida, Y. Kobayashi, Y. Nakano, K. Gonda
    • Organizer
      13th International Symposium on Nanomedicine
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 金ナノ粒子を用いた腫瘍血管の形成と性状の4次元X線CTイメージング2018

    • Author(s)
      徳永 正之, 北村 成史, 濱田 庸, 高野 真由美, 今井 陽介, 古澤 直子, 中野 寧, 権田 幸祐
    • Organizer
      ナノ学会 第16回大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] VEGF標的抗体医薬が腫瘍血管に与える影響をX線CTイメージングする2018

    • Author(s)
      徳永 正之, 北村 成史, 太田 嶺人, 権田 幸祐
    • Organizer
      第77回日本癌学会学術総会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Analyses of Drug Resistance Mechanisms against Angiogenesis Inhibitors by Tumor Vasculature Imaging2018

    • Author(s)
      M. Tokunaga, N. Kitamura, Y. Imai, Y. Hamada, M. Takano, N. Furusawa, Y. Nakano, and K.Gonda
    • Organizer
      12th International Symposium on Nanomedicine
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 血管新生阻害剤による抗腫瘍効果の耐性メカニズムの解析2018

    • Author(s)
      徳永 正之, 北村 成史, 今井 陽介, 高野 真由美, 濱田 庸, 古澤 直子, 中野 寧, 権田 幸祐
    • Organizer
      第26回日本血管生物医学会学術集会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] マウス後肢動脈切除部位における血管再構築機構のナノバイオイメージング2017

    • Author(s)
      徳永 正之, 今井 陽介, 濱田 庸, 河村 圭一郎, 高野 真由美, 太田 嶺人, 志田原 美保, 権田 幸祐
    • Organizer
      ナノ学会 第15回大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 下肢虚血モデルマウスにおけるコークスクリュー様血管の発生と形成メカニズムの流体力学的解析2017

    • Author(s)
      徳永 正之, 今井 陽介, 濱田 庸, 河村 圭一郎, 高野 真由美, 太田 嶺人, 権田 幸祐
    • Organizer
      第25回日本血管生物医学会学術集会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Hydrodynamical 3D Analysis of the Corkscrew-like Vessels in Hind Limb Ischemic Mouse Models2017

    • Author(s)
      M. Tokunaga, Y. Imai, Y. Hamada, K. Kawamura, M. Takano, M. Ohta, and K.Gonda
    • Organizer
      11th International Symposium on Nanomedicine
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

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Published: 2017-05-25   Modified: 2024-03-26  

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