High Temporal and Spatial Resolution Imaging of the Nano Eruption

• Project/Area Number: 19K12799
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 90120:Biomaterials-related
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 松本 有 東京大学, 医学部附属病院, 講師 (80548553)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2021)
• Budget Amount: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000); Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2019: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
• Keywords: 生体イメージング / ナノテクノロジー

Outline of Research at the Start

腫瘍血管が不規則に開閉し、そこから薬剤が腫瘍組織へ勢いよく漏出するという現象（nano eruption）を発見した。現在この現象の機序解明に取り組んでいる。研究の過程でnano eruptionの直前に、血管壁外側に高輝度の顆粒が出現するという、全く新しい知見を得た。本研究では、顕微鏡の撮影条件を工夫してnano eruptionと高輝度顆粒の関係を詳細に観察する。

Outline of Annual Research Achievements

腫瘍血管が不規則に開閉し、そこから分子ナノDDSが腫瘍組織へ勢いよく漏出するという、極めて動的な現象(nano eruption)を発見した。現在この現象のメカニズム解明に取り組んでいる。研究の過程でnano eruptionの直前に、血管壁外側に高輝度のvesicleが出現するという、全く新しい知見を得た。 本研究では、この高輝度vesicleを詳細に検討するために1つのnano eruptionに着目し、空間的分解能（XYZ)と時間的分解能(T)を限界まで向上させる。高輝度vesicleの出現タイミングと血管壁との相対的な位置関係、血管が破綻する瞬間、破綻した血管壁の詳細な構造、薬剤が噴出する瞬間、噴出の初速、噴出の収束に伴う血管壁の状態など、従来の撮影条件では不可能であった微細な構造変化を観察し、nano eruptionのメカニズム解明に迫る。研究計画に基づいて、血管内皮細胞をはじめとするnano eruption周囲の細胞や構造を明確に描出する蛍光標識の条件、またnano eruptionの前後における高分子ナノDDSの挙動を正確に把握可能な撮影条件を検討した。

Research Products

• [Journal Article] Efficacy of pH-Sensitive Nanomedicines in Tumors with Different c-MYC Expression Depends on the Intratumoral Activation Profile (2021)
  • Author(s): Shibasaki Hitoshi、Kinoh Hiroaki、Cabral Horacio、Quader Sabina、Mochida Yuki、Liu Xueying、Toh Kazuko、Miyano Kazuki、Matsumoto Yu、Yamasoba Tatsuya、Kataoka Kazunori
  • Journal Title: ACS Nano Volume: 15 Issue: 3 Pages: 5545-5559
  • DOI: 10.1021/acsnano.1c00364
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Manipulating dynamic tumor vessel permeability to enhance polymeric micelle accumulation (2021)
  • Author(s): Inoue Yuta、Matsumoto Yu、Toh Kazuko、Miyano Kazuki、Cabral Horacio、Igarashi Kazunori、Iwasaki Shinichi、Kataoka Kazunori、Yamasoba Tatsuya
  • Journal Title: Journal of Controlled Release Volume: 329 Pages: 63-75
  • DOI: 10.1016/j.jconrel.2020.11.063
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Vascular Bursts Act as a Versatile Tumor Vessel Permeation Route for Blood‐Borne Particles and Cells (2021)
  • Author(s): Igarashi Kazunori、Cabral Horacio、Hong Taehun、Anraku Yasutaka、Mpekris Fotios、Stylianopoulos Triantafyllos、Khan Thahomina、Matsumoto Akira、Kataoka Kazunori、Matsumoto Yu、Yamasoba Tatsuya
  • Journal Title: Small Volume: 17 Issue: 42 Pages: 2103751-2103751
  • DOI: 10.1002/smll.202103751
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Classification of the Chorda Tympani (2020)
  • Author(s): Uranaka Tsukasa、Matsumoto Yu、Hoshi Yujiro、Iwasaki Shinichi、Kakigi Akinobu、Yamasoba Tatsuya
  • Journal Title: Otology & Neurotology Volume: Publish Ahead of Print Issue: 3 Pages: e355-e362
  • DOI: 10.1097/mao.0000000000002998
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Polymeric Micelles Loading Proteins through Concurrent Ion Complexation and pH‐Cleavable Covalent Bonding for In Vivo Delivery (2019)
  • Author(s): Tao Anqi、Huang George Lo、Igarashi Kazunori、Hong Taehun、Liao Suiyang、Stellacci Francesco、Matsumoto Yu、Yamasoba Tatsuya、Kataoka Kazunori、Cabral Horacio
  • Journal Title: Macromolecular Bioscience Volume: 20 Issue: 1 Pages: 1900161-1900161
  • DOI: 10.1002/mabi.201900161
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] In vivo rendezvous of small nucleic acid drugs with charge-matched block catiomers to target cancers (2019)
  • Author(s): Watanabe Sumiyo、Hayashi Kotaro、Toh Kazuko、Kim Hyun Jin、Liu Xueying、Chaya Hiroyuki、Fukushima Shigeto、Katsushima Keisuke、Kondo Yutaka、Uchida Satoshi、Ogura Satomi、Nomoto Takahiro、et al.
  • Journal Title: Nature Communications Volume: 10 Issue: 1 Pages: 1894-1894
  • DOI: 10.1038/s41467-019-09856-w
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Cellular cartography of the organ of Corti based on optical tissue clearing and machine learning (2019)
  • Author(s): Urata Shinji、Iida Tadatsune、Yamamoto Masamichi、Mizushima Yu、Fujimoto Chisato、Matsumoto Yu、Yamasoba Tatsuya、Okabe Shigeo
  • Journal Title: eLife Volume: 8
  • DOI: 10.7554/elife.40946
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] 内視鏡手術の進歩（耳） (2021)
  • Author(s): 松本 有
  • Organizer: 第122回日本耳鼻咽喉科学会総会・学術講演会
  • Invited
• [Presentation] 鼓索神経の走行と手術中の取り扱い (2020)
  • Author(s): 松本 有
  • Organizer: 第30回日本耳科学会総会・学術講演会
  • Invited
• [Presentation] Simple Input for the IOOG SAMEO-ATO Framework and the EAONO/JOS System (2019)
  • Author(s): Matsumoto, Y.
  • Organizer: 15th Japan-Taiwan Conference on Otolaryngology-Head and Neck Surgery
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] これからTEESをはじめるために (2019)
  • Author(s): 松本 有
  • Organizer: 第29回日本耳科学会総会・学術講演会
  • Invited
• [Presentation] 伝音難聴の診断と治療 (2019)
  • Author(s): 松本 有
  • Organizer: 日本耳鼻咽喉科学会東京都地方部会 第223回学術講演会・第45回総会
  • Invited
• [Presentation] 生体顕微鏡を用いた血管透過性の可視化 (2019)
  • Author(s): 松本 有
  • Organizer: 日本薬学会第139年会
  • Invited
• [Presentation] Simple Data Entry for the IOOG SAMEO-ATO Framework and the EAONO/JOS System (2019)
  • Author(s): Matsumoto, Y.
  • Organizer: 第29回日本耳科学会総会・学術講演会
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Intravital Microscopy for Drug Delivery Research (2019)
  • Author(s): Matsumoto, Y.
  • Organizer: The 6th International Symposium on Bioimaging
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Book] Innovations in Endoscopic Ear Surgery (2020)
  • Author(s): Matsumoto, Y.
  • Total Pages: 108
  • Publisher: Springer Singapore
  • ISBN: 9789811379321