Development of Mitochondrial Metabolic Imaging using DNP-MRI
| Project/Area Number |
19H03358
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 47020:Pharmaceutical analytical chemistry and physicochemistry-related
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| Research Institution | Gifu University |
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Principal Investigator |
兵藤 文紀 岐阜大学, 大学院医学系研究科, 特任准教授 (10380693)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田中 秀和 山口大学, 大学院医学系研究科, 教授 (30509782)
松尾 政之 岐阜大学, 大学院医学系研究科, 教授 (40377669)
森 崇 岐阜大学, 応用生物科学部, 教授 (40402218)
長尾 吉泰 九州大学, 大学病院, 助教 (70608968)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥17,160,000 (Direct Cost: ¥13,200,000、Indirect Cost: ¥3,960,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2021: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2020: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2019: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
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| Keywords | 動的核偏極 / DNP / レドックス / NASH / ミトコンドリア / ブタ / MRI / ミトコンドリア代謝 / ニトロキシド / 超偏極 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究は、生体内のレドックス反応を検出可能であるニトロキシルプローブを造影剤として、超偏極ＭＲＩ（DNP-MRI）を用いた病気の早期画像診断法の開発を目的として研究を進める。とくにレドックスプローブの１つであるCarbamoyl PROXYLは生体毒性が極めて低く生体イメージングに適してることからCmPをレドックス造影剤としたDNP-MRIによる早期画像診断法の確立を行い、疾患早期や治療効果を早期診断への展開を図る。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、「ミトコンドリア代謝」をイメージングバイオマーカ－とする磁気共鳴代謝イメージング技術に基づき、非アルコール性脂肪肝炎（NASH）の高精度画像診断法への応用において、NASH病態におけるレドックスプローブの反応機序を解明するとともに、マウス－ブタ－ヒト検体を用いた実証試験へ展開し、本法のProof of Concept （POC）を得ることを目的としている。昨年度は、ブタ用のMCDを給餌したNASHモデルを用いた基礎検討を実施した。
MCD開始後、2週毎にCT、MRI、USによる脂肪肝の画像診断、USガイド下によるバイオプシーにより経時的に肝組織を採取し、病態進行とESRによるミトコンドリア代謝反応を比較検討した。CTやMRIおよびUSによる腹部画像診断においては、MCDによる明確な脂肪肝への変化を確認できなかった。また血液検査においてもコントロール群に比べ顕著な炎症性変化はみられなかった。組織切片を用いた病理検査では、軽微な脂肪滴の蓄積と軽度の線維化は認められたが、マウスMCDモデルと比較するといずれも軽度であった。
一方、肝組織を用いたレドックス解析では、MCD処置群において顕著な代謝の減少を確認することができた。以上より、ブタMCDモデルにおいてもレドックスプローブを用いた早期診断の可能性が示唆された。
ヒトサンプルについては、生体イメージングを想定し肝ホモジネートとの直接反応で代謝速度を求め、適切な反応プロトコールを決定した。引き続き継続的にヒト肝サンプルを計測し、レドックス代謝と肝疾患の病態進行度との関係性を明らかにする予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の計画書に記載した実験項目について予定通り順調に進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
昨年度に引き続きブタMCDモデルにおける解析を進めるとともに、マウスモデルを用いたCmPの代謝機構の解明、ヒト肝組織を用いたPOCの実証研究を進める。
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Report
(2 results)
Research Products
(19 results)
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[Journal Article] Glucose transporter Glut1 controls diffuse invasion phenotype with perineuronal satellitosis in diffuse glioma microenvironment.2021
Author(s)
Miyai M, Kanayama T, Hyodo F, Kinoshita T, Ishihara T, Okada H, Suzuki H, Takashima S, Wu Z, Hatano Y, Egashira Y, Enomoto Y, Nakayama N, Soeda A, Yano H, Hirata A, Niwa M, Sugie S, Mori T, Maekawa Y, Iwama T, Matsuo M, Hara A, Tomita H
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Journal Title
Neuro-Oncology Advances
Volume: 30
Pages: 06198-06198
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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[Presentation] 超偏極（DNP）-MRIを用いた非アルコール性脂肪肝炎（NASH）の早期診断システムの開発2019
Author(s)
兵藤文紀, 江藤比奈子, 中路睦子, 長沼辰弥, 庄田真一, 子安憲一, 富田弘之, 高須正規, 森崇, 松尾政之
Organizer
2）第47回日本磁気共鳴医学会大会,
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