| Project/Area Number |
21J10562
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
|
| Allocation Type | Single-year Grants |
|---|
| Section | 国内 |
|---|
| Review Section |
Basic Section 90110:Biomedical engineering-related
|
|---|
| Research Institution | Hokkaido University |
|---|
Principal Investigator |
中岡 梨々子 北海道大学, 情報科学院, 特別研究員(DC2)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2021-04-28 – 2022-03-31
|
| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
|
| Budget Amount *help |
¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2021: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
|
|---|
| Keywords | がん / 細胞外pH / 電子常磁性共鳴 / CA IX / in vivo |
|---|
| Outline of Research at the Start |
磁気共鳴分光法の一種である電子スピン共鳴 (ESR) イメージング法を用いて、腫瘍モデルマウスのpHイメージングを行う。ESR分光装置を高感度化し、腫瘍モデルマウスの高精度pHイメージングを達成する。異なる膵臓がん細胞株のpH調節機能の違いを可視化することにより、得られたpHイメージングの結果から、抗がん剤としてのCAIX阻害剤の治療効果評価を早期に予想する手法の実現可能性を示す。
|
| Outline of Annual Research Achievements |
がん治療の最適化のために、治療効果の早期判定方法が求められている。がん細胞で特異的に発現する炭酸脱水素酵素(CA)IXはpH調節機能を担っていることから、近年、CA IXの阻害による化学療法が研究されている。CA IX阻害によりがん細胞のpH調節機能が阻害されると、細胞内pHが低下し、それに伴い細胞外pHも変化すると考えられる。従って、CA IX阻害による腫瘍モデルマウスの細胞外pHの変化を検出することができれば、CA IX阻害による治療効果を検出することができる。電子常磁性共鳴分光(EPR)法では、腫瘍モデルマウスの細胞外pHイメージングが可能である。しかし、高精度なin vivoイメージングを実現するためには、EPR分光装置の高感度化が求められる。
本研究では、EPR受信システムの高感度化により高精度pHイメージングを実現し、細胞外pHイメージングを用いて固形腫瘍におけるCA IX阻害による治療効果の早期評価の実現可能性を示した。高感度pHイメージングの実現における課題は、EPRスペクトルの信号対雑音比(SNR)の最大化であった。EPRスペクトルのSNRを最大化するために、EPR受信システムを高感度化した。デジタル位相検波システムの導入により、EPRスペクトルにおける信号対雑音比を従来から2倍向上させることに成功した。細胞外pHイメージングを用いたCA IX阻害治療効果の早期評価の実現には、CA IX阻害による細胞外pHの変化を検出することが課題であった。腫瘍モデルマウスにCA IX阻害剤を投与する前後で高精度細胞外pHイメージングを行い、CA IX阻害により細胞外pHが低下する傾向を検出した。CA IX阻害による細胞外pHの変化と腫瘍成長の遅れを実験的に明らかにしたことにより、細胞外pHの変化をCA IX阻害剤による治療効果の早期評価に適用する実現可能性を示した。
|
| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
|
