インドシアニングリーンを用いた脳脊髄腫瘍の術中蛍光診断の確立と治療技術の開発
| Project/Area Number |
21K09140
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 56010:Neurosurgery-related
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| Research Institution | Fujita Health University |
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Principal Investigator |
武藤 淳 藤田医科大学, 医学部, 准教授 (30383839)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
峯 裕 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 訪問研究員 (10306730)
金蔵 孝介 東京医科大学, 医学部, 准教授 (10508568)
Cabral Horacio 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (10533911)
上甲 眞宏 藤田医科大学, 医学部, 講師 (20440729)
廣瀬 雄一 藤田医科大学, 医学部, 教授 (60218849)
井上 辰志 藤田医科大学, 医学部, 准教授 (80304434)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
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| Keywords | 脳脊髄腫瘍 / インドシアニングリーン / 術中蛍光造影 / ドラックデリバリーシステム / 転移性脳腫瘍 / 腫瘍蛍光 / 近赤外線 / EPR効果 |
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| Outline of Research at the Start |
インドシアニングリーン（ICG）を用いた様々な脳脊髄腫瘍の手術中の蛍光造影のプロトコールの確立と、ICGを用いた脳脊髄腫瘍に対するドラックデリバリーシステムの開発。
ICG/抗癌剤結合Nanostar polymerを作成し、脳腫瘍特異的に抗癌剤を 投与する、副作用の少ないDDSを開発する。また、ミセルやリポソーム等の異なる形状を持つICG 修飾ナノ粒子についても作成、評価を行う。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、インドシアニングリーン(ICG)による脳脊髄腫瘍に対する術中蛍光診断法を転移性脳腫瘍、髄膜腫、脊髄神経鞘腫について確立をした。方法は、手術24時間前に5.0mg/kgを静脈注射投与し、腫瘍に残存するICGを近赤線照射下で観察するSecond Window ICGテクニック(SWIG）で転移性脳腫瘍10例を行った。SWIGを簡略化し、観察1時間以上前に0.5mg/kgを投与するDelayed Window ICGテクニック(DWIG)に改良し、髄膜腫15例と、脊髄神経鞘腫７例を行った。結果として、転移性脳腫瘍はSWIGで正常脳実質よりも平均3.35±1.76倍の蛍光を確認した。また、DWIGでは、髄膜腫3.3±2.6倍、脊髄神経鞘腫3.7±0.1 倍と腫瘍蛍光発光効果を確認した。その感度は髄膜腫に対して、感度94％、特異度38％を示した。更には腫瘍の蛍光発光は、MRI T1強調画像のガドリニウム増強腫瘍信号にて予測可能であった。ICGが貯留する機構として、脳血管門の透過性は、MRIのGd増強、ICGの保持、近赤外線による腫瘍蛍光に寄与する可能性を示した。重要なことに5-ALAが神経膠腫特有の代謝系に依存するのに対し、ICGの 蛍光は腫瘍における血管透過性の異常によるEPR効果 (Enhanced permeation and retention effect)に依存することが示唆され、神経膠腫以外の脳腫瘍への応用が可能である。また、EPR効果 を利用し、ICGをキャリアとした 脳腫瘍へのドラッグデリバリーシステム(DDS)への応用が可能である。 臨床使用可能なNanostar block polymersを新しいキャリアとして調製していく。本研究 ではICGによ る脳脊髄腫瘍の術中蛍光診断法の確立とICGをキャリアとした脳腫瘍の新規治療法樹立を目指す。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
脳腫瘍、脊髄腫瘍に対して、ICGを術前または、術中に投与し、手術中に近赤外線を照射することで、腫瘍に貯留されたICGの蛍光発光を確認し、リアルタイムに 腫瘍局在を確認しながら、手術を行う方法を開発している。様々な腫瘍型に対して、ICGを投与し、投与量、投与タイミングを変更し、至適な投与条件の検討を 行っている。書類申請時には、84例の経験であったが、本報告書作成時点(2023年5月1日)は231例の症例を経験した。既存のSecond window ICG法という観察24時間前に、5.0mg/kg投与を行うプロトコールを使用し、転移性脳腫瘍に対する手術成績と経験を2021年にNeurosurgical focus(10.3171/2020.10.Focus20767)に論文発表した。
我々は投与量を減らし、 また、手術中に投与をできるタイミングを改良した。Delayed window ICG 法と名付けた。手術中の観察1時間前に0.5-1.5mg/kg投与し観察を行う。脊髄神経鞘腫に対する手術成績と経験を2022年にNeurosurgical focus (10.3171/2021.10.FOCVID21158)に、髄膜腫に対する結果をFrontier in Neuroscience (10.3389/fnins.2022.837349)出版した。 腫瘍型によって、最適な投与量と投与タイミングがあると考えられ、脳腫瘍、脊髄腫瘍のそれぞれについて、検証、解析を引き続き行い、報告を行っていく。
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| Strategy for Future Research Activity |
現在、腫瘍型に応じた投与条件の検討をし、そして、結果をまとめているので、その方針を引き続き継続する。そして、論文化していく。また、ICGをキャリア とした脳腫瘍へのドラッグデリバリーシステム(DDS)への応用 については、共同研究者と進めている。具体的には、ドラッグデリバリーシステムに使用するポリ マーの作成と、ポリマーへの薬剤の結合、そして、抗腫瘍効果の評価を行っている。次年度には、ある程度報告を行う予定である。
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Report
(1 results)
Research Products
(25 results)
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[Journal Article] Intraoperative real-time near-infrared image-guided surgery to identify intracranial meningiomas via microscope.2022
Author(s)
1.Muto J, Mine Y, Nishiyama Y, Maruyama K, Yamada S, Kojima D, Hayakawa M, Adachi K, Hasegawa M, Lee JKY, Hirose Y.
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Journal Title
Frontiers in Neuroscience
Volume: 16
Pages: 837349-837349
DOI
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Peer Reviewed
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[Journal Article] Utility of intraoperative real-time near-infrared fluorescence surgery for spinal schwannoma.2022
Author(s)
Muto J, Mine Y, Nagai S, Shizu N, Takeda H, Ikeda D, Saito A, Joko M, Hasegawa M, Kaneko S, Inoue T, Lee JKY, Hirose Y.
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Journal Title
Neurosurgical Focus: Video
Volume: 6
Issue: 1
Pages: V12-V12
DOI
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[Presentation] 脊髄神経鞘腫に対するICG蛍光ガイド下手術2022
Author(s)
武藤 淳, 井上辰志, 永井聡太, 武田太樹, 峯裕, 斎藤史明, 上甲眞宏, 藤田順之, 長谷川光広, 金子慎二郎, 廣瀬雄一,
Organizer
第37回日本脊髄外科学会
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[Presentation] 脳脊髄腫瘍手術におけるインドシアニングリーンを用いた外視鏡下蛍光ガイドイ手術の有用性2022
Author(s)
武藤 淳, 峯 裕, 齋藤 史明, 上甲, 眞宏, 西山, 悠也, 安達, 一英, 井上, 辰志, 長谷川, 光広, 廣瀬 雄一
Organizer
日本脳神経外科学会 第81回学術総会
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