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Development of Sc-44 drug and generator for a multi-isotope positron emission tomography

Research Project

Project/Area Number 20K12704
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 90130:Medical systems-related
Research InstitutionInstitute of Physical and Chemical Research

Principal Investigator

Fukuchi Tomonori  国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, 研究員 (40376546)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywords陽電子断層撮影法 / PET / 複数核種同時イメージング / Sc-44 / Ti-44 / RIジェネレータ / がん診断薬 / 複数核種 / ジェネレータ
Outline of Research at the Start

陽電子断層撮影法(PET)は、放射性トレーサーの生体内分布を非侵襲的に可視化する手法で、疾患の臨床診断や新薬開発に広く利用されている。申請者は、複数のトレーサーを同時にイメージング可能なMulti-isotope PET(MI-PET)の開発を進めている。本研究は、具体的なアプリケーションを開発することでMI-PETの有用性を示し、将来の実用機開発の足掛かりとすることを目的としている。そのために、MI-PET用トレーサー核種であるSc-44で標識した新規のイメージング薬剤の開発、およびSc-44利用の汎用性を高めるためにTi-44を親核(半減期 59.1年)としたTi-44/Sc-44ジェネレータの開発を進める。

Outline of Final Research Achievements

Two types of tracers for cancer diagnosis were administered simultaneously to a cancer disease mouse model, and imaging experiments were conducted using a multiple-isotope PET (MI-PET) system that is currently under development. As a result, we succeeded in tracking the dynamics of the two tracers with minute time resolution. This showed that MI-PET can be used to directly compare different drugs in the same animal individuals and under the same conditions. To increase the convenience of MI-PET use, we proceeded to produce a Ti-44/Sc-44 generator, which can supply the MI-PET nuclide Sc-44 on-site. As a result, about 8 MBq of Ti-44, which is enough for several small animal imaging experiments, was produced in about 10 days of accelerator beam irradiation.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

MI-PETは、我々が世界に先駆けて複数トレーサーの同時イメージングを可能とした装置であり、この手法の発展を先導することは、核医学イメージングの可能性を拡げる学術的意義があると考えている。本研究では、MI-PETの応用として、複数のがん診断薬の同一生体・同一条件下での直接比較を行い、詳細な動態解析が可能であることを明らかとした。本成果を足掛かりとしてMI-PETの実用化を推進することで、「キャリアーと薬剤の2重標識によるドラッグ・デリバリー・システムの検証」、「異なる疾患の同時診断」、「アルツハイマー病の多角的診断」など、他の手法では成し得ない新規の診断を創出する社会的意義がある。

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2023 2022 2021

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 2 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Gamma-ray computed tomography system with a double-sided strip detector2023

    • Author(s)
      T. Fukuchi、S. Takeda、M. Katsuragawa、G. Yabu、S. Watanabe、T. Takahashi、Y. Watanabe
    • Journal Title

      Journal of Instrumentation

      Volume: 18 Issue: 01 Pages: P01030-P01030

    • DOI

      10.1088/1748-0221/18/01/p01030

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 生命の起源におけるアミノ酸の由来とβ崩壊2023

    • Author(s)
      福地 知則
    • Journal Title

      Isotope News

      Volume: 785 Pages: 28-31

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Journal Article] Computational Study for Amino Acid Production from Carboxylic Acid via 14C β-decay2022

    • Author(s)
      Tomonori Fukuchi、Takashi Niwa、Takamitsu Hosoya、Yasuyoshi Watanabe
    • Journal Title

      Journal of the Physical Society of Japan

      Volume: 91 Issue: 6

    • DOI

      10.7566/jpsj.91.064301

    • Related Report
      2022 Annual Research Report 2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Synthesis of 44mSc-DOTA-TATE for multiple-isotope PET imaging2022

    • Author(s)
      T. Fukuchi, Y. Kanayama, A. Nambu, S. Usuda, Y. Shigekawa, Y. Wang, X. Yin, T. Yokokita, H. Haba, Y. Watanabe
    • Journal Title

      RIKEN Accel. Prog. Rep.

      Volume: 55 Pages: 142-142

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Journal Article] Production of 44Ti via the 45Sc(p, 2n)44Ti reaction for 44Ti/44gSc generator development2022

    • Author(s)
      X. Yin, T. Fukuchi, Y. Watanabe, H. Haba
    • Journal Title

      RIKEN Accel. Prog. Rep.

      Volume: 55 Pages: 133-133

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Journal Article] Image reconstruction method for dual-isotope positron emission tomography2021

    • Author(s)
      Fukuchi T.、Shigeta M.、Haba H.、Mori D.、Yokokita T.、Komori Y.、Yamamoto S.、Watanabe Y.
    • Journal Title

      Journal of Instrumentation

      Volume: 16 Issue: 01 Pages: P01035-P01035

    • DOI

      10.1088/1748-0221/16/01/p01035

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 離散ラドン変換の厳密解に基づくCT再構成画像のセグメンテーション処理に対する有効性の評価2022

    • Author(s)
      福地知則、高梨宇宙、澁谷仁寿、田村勝、野田茂穂、大竹淑恵、渡辺恭良
    • Organizer
      第16回日本分子イメージング学会総会・学術集会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] Multiple isotope imaging systems and its applications2022

    • Author(s)
      Tomonori Fukuchi
    • Organizer
      41st Annual Canadian Nuclear Society Conference
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Robotic computed tomography for 3D image reconstruction from omnidirectional projection data2022

    • Author(s)
      T. Fukuchi, T. Takanashi, Y. Otake, Y. Watanabe
    • Organizer
      2022 IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 複数トレーサーPETを用いた異なるがん診断薬の直接比較2021

    • Author(s)
      福地知則、金山洋介、蔵地理代、中谷友香、羽場宏光、森大輝、横北卓也、小森有希子、山本誠一、渡辺恭良
    • Organizer
      第15回日本分子イメージング学会総会・学術集会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] Sc-44m核を利用した複数トレーサーPET装置の開発2021

    • Author(s)
      福地知則
    • Organizer
      新学術領域研究 『学術研究支援基盤形成』 短寿命RI供給プラットフォーム成果報告会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] Titanium-44 phantom production and PET imaging for photon activation analysis2021

    • Author(s)
      T. Fukuchi, H. Kikunaga, H. Haba, S. Yamamoto, and Y. Watanabe
    • Organizer
      2021 IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Int'l Joint Research

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Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

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