Study for next-generation precision medicine based on the highly targeted theranostics for the pathological neovascularization of cancers
| Project/Area Number |
19KK0369
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| Research Category |
Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (A))
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Research Field |
Biomedical engineering/Biomaterial science and engineering
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| Research Institution | National Institutes for Quantum Science and Technology |
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Principal Investigator |
高草木 洋一 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 量子生命科学研究所, 上席研究員 (60439916)
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| Project Period (FY) |
2020 – 2023
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥15,210,000 (Direct Cost: ¥11,700,000、Indirect Cost: ¥3,510,000)
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| Keywords | がん / 血管 / 超偏極 / ペプチダーゼ / MRI / 放射線 / 個別化医療 / 代謝 / 血管新生 / 放射線増感剤 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、がん診断治療の高度化に資する次世代技術を開発するため、新しい量子技術として近年注目されている超偏極－核磁気共鳴代謝イメージング (HP-MRMI) でのがん血管新生の診断と、がん血管新生阻害型の新しい放射線増感剤による化学放射線療法を組み合わせた、高精度がん診断治療技術の確立に挑戦する。日本国内には存在しない世界最高性能の超偏極機や最先端の医用装置群、並びに臨床研究施設を擁する米国の生物医学研究機関との国際共同研究により諸検討を加速させ、従来の問題点を一掃する新しい角度からのがん個別化医療の可能性を証明すると共に、その実用化開発に向けた研究基盤を構築する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、がん診断治療の高度化に資する次世代技術を開発するため、基課題において新規に創出された新規代謝分子センサーを用いた超偏極－核磁気共鳴画像法 (HP-MRI) と、治験中の新しい放射線増感剤による化学放射線療法を組み合わせた、高精度がん診断治療技術の確立に挑戦している。
本年度は、NCI/NIH への滞在時に取得した基盤データをもとに、その詳細解析や検証実験に加え、超偏極装置 SpinAligner や前臨床用 3T MRI、ベンチトップ NMR などの計測用装置群を稼働・調整し、装置間接続や最適な実験プロトコールの検討など、国内における HP-NMR/MRI のための実験環境の整備を進めた。
また、新規代謝センサーを用いた HP-NMR/MRI に向けて、高感度化信号を取得するための条件や、代謝反応を検出するための各種条件を検討し、測定の最適化をはかった。
さらに、SQAP のエックス線治療増感効果を評価するためのがん種を新たに選定し、それらを担持させたモデルマウスを実際に作成して計測へ供することにより、その応用性を証明するための HP-MRI 予備実験にも成功した。
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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
米国滞在時の基盤データをもとに、国内での HP-NMR/MRI 計測環境の整備やモデルマウスの選定など、おおむね計画通りに進行しているため。
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| Strategy for Future Research Activity |
計測環境の整備を完了させ、新しい代謝分子センサーを応用した HP-NMR/MRI により SQAP のがん放射線増感効果の評価能を検証する。生化学的手法による検証実験と併せてその利用能を多角的に評価し、超高精度診断治療法としての応用開発へ向けた研究基盤を構築する。
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Report
(3 results)
Research Products
(26 results)
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[Journal Article] Structure-guided design enables development of a hyperpolarized molecular probe for the detection of aminopeptidase N activity in vivo2022
Author(s)
Yutaro Saito, Hiroyuki Yatabe, Iori Tamura, Yohei Kondo, Ryo Ishida, Tomohiro Seki, Keita Hiraga, Akihiro Eguchi, Yoichi Takakusagi, Keisuke Saito, Nobu Oshima, Hiroshi Ishikita, Kazutoshi Yamamoto, Murali C. Krishna, Shinsuke Sando
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Journal Title
Science advances
Volume: 8
Issue: 13
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Structure-based relaxation analysis reveals C-terminal [1-13C]glycine-d2 in peptides has long spin-lattice relaxation time that is applicable to in vivo hyperpolarized magnetic resonance studies2022
Author(s)
Yohei Kondo, Yutaro Saito, Tomohiro Seki, Yoichi Takakusagi, Jumpei Morimoto, Hiroshi Nonaka, Koichiro Miyanishi, Wataru Mizukami, Makoto Negoro, Abdelazim Elsayed Elhelaly, Fuminori Hyodo, Masayuki Matsuo, Natarajan Raju, Rolf Swenson, Murali C. Krishna, Kazutoshi Yamamoto, Shinsuke Sando
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Journal Title
DOI
Related Report
Open Access / Int'l Joint Research
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[Presentation] A newly designed hyperpolarized molecular probe enables the in vivo detection of aminopeptidase N activity from the tumor regions in animals2022
Author(s)
Hiroyuki Yatabe, Yutaro Saito, Iori Tamura, Yohei Kondo, Ryo Ishida, Tomohiro Seki, Keita Hiraga, Akihiro Eguchi, Yoichi Takakusagi, Keisuke Saito, Nobu Oshima, Hiroshi Ishikita, Kazutoshi Yamamoto, Murali C. Krishna, Shinsuke Sando
Organizer
World Molecular Imaging Congress 2022 (WMIC 2022)
Related Report
Int'l Joint Research
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[Presentation] Development of Hyperpolarized Molecular Probes for in vivo Detection of Peptidase Activities2021
Author(s)
Yutaro Saito, Hiroyuki Yatabe, Iori Tamura, Ryo Ishida, Yohei Kondo, Tomohiro Seki, Akihiro Eguchi, Yoichi Takakusagi, Kazutoshi Yamamoto, Murali C. Krishna, Shinsuke Sando
Organizer
PACIFICHEM2021
Related Report
Int'l Joint Research
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