Novel diagnostic strategy for refractory osteomyelitis of the jaw by hypoxia molecular imaging
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22K19608
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 57:Oral science and related fields
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
北川 善政 北海道大学, 歯学研究院, 教授 (00224957)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
平田 健司 北海道大学, 医学研究院, 准教授 (30431365)
渡邊 史郎 北海道大学, 大学病院, 助教 (10802415)
佐藤 淳 北海道大学, 歯学研究院, 准教授 (60319069)
浅香 卓哉 北海道大学, 歯学研究院, 助教 (80637265)
竹内 康人 金沢大学, がん進展制御研究所, 助教 (10735187)
犬伏 正幸 川崎医科大学, 医学部, 准教授 (70399830)
網塚 憲生 北海道大学, 歯学研究院, 教授 (30242431)
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| Project Period (FY) |
2022-06-30 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
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| Keywords | MRONJ / PET / 低酸素 / 骨髄炎 / 低酸素領域 / 顎骨壊死 / 遺伝子応答 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究の目的は、顎骨骨髄炎における低酸素領域分子イメージング診断法を開発応用し、さらに、同骨髄炎部位の組織評価・遺伝子解析を組み合わせることで、新規の診断・治療ストラテジーを確立することである。低酸素領域は骨髄炎組織内でも形成され治療抵抗性を示すため、今回、新たにFMISO-PETを骨髄炎に応用し炎症組織内の低酸素領域を高精度で評価する計画を立案した。さらに、HIF-1/HREによる低酸素遺伝子応答によってNa+/I-共輸送タンパク（NIS: sodium/iodine symporter）を発現する細胞株を樹立して、低酸素遺伝子イメージングを目指すとともに、炎症内の低酸素PETトレーサーの集積領域と低酸素応答領域の分布を比較・検討する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
当科ではFDG-PETの白血球などの炎症性細胞にFDGが取り込まれる点に着目し，薬剤関連顎骨壊死（MRONJ）や放射線性顎骨壊死（ORN），びまん性硬化顎骨骨髄炎（DSO）などの難治性顎骨骨髄炎の診断と治療の評価に対してFDG-PET/CTの有用性を検討してきた．MRONJやORNに対するFDG-PET/CTでは骨髄炎と周囲軟組織にFDG集積が認められ，中央の腐骨部により高いFDG集積を認めることから，壊死骨中に浸潤した炎症性細胞の活動性を反映していることが示された．骨髄炎の活動性を定量化する方法として，悪性腫瘍と同様にStandardized uptake value （SUV）が用いられる．SUVとは投与した放射能が体内に均一に分布したと仮定した場合の単位体積あたりの放射能量を1として，関心領域の比を示すものであるが，様々な要因で変動するため半定量的な評価方法とされる．臨床では関心領域のSUV最大値であるSUVmaxが用いられており，歯性由来の顎骨骨髄炎や他の骨髄炎と比較してMRONJのSUVmaxは有意に高く，炎症の活動性が高いことが示された．また当科ではORNやMRONJの外科的治療時に術前後の高気圧酸素療法（HBO）を実施している．HBOでは血中溶解酸素向上，活性酸素による殺菌，循環障害の改善などにより顎骨骨髄炎，骨壊死への治療効果が期待できるが，難治性骨髄炎に対する消炎効果を客観的に示した報告はない．そこでMRONJやORNに対する外科的治療の術前に20回のHBOを実施し，HBO前後でFDG-PET/CTを撮像することで骨髄炎の変化を観察した．ORNではHBO 前後でSUVmaxの変化は認められない一方で，MRONJでは有意に低下しており，HBOによるMRONJに対する消炎効果がFDG-PET/CTによって初めて示された．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
FMISO-PETの倫理審査の承認が遅れているため。
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| Strategy for Future Research Activity |
FDG-PET、骨シンチ、SPECTの研究は順調に進んでいる。
次年度の計画
1. FDG-PETおよび３phase骨シンチグラフィーを用いた画像評価に加えてFMISO-PETを用いることで、HBO前後における低酸素状態の変化を評価する予定である。解析項目として、FMISO：SUVmax、TMR、Hypoxic Volumeなどのパラメータを解析する。
2.HIF-1α/HRE（低酸素応答領域HRE: hypoxia responsive elements）による低酸素遺伝子応答によってNa+/I-共輸送タンパク（NIS: sodium/iodine symporter）を発現する炎症細胞株を樹立し、in vivoでNISによるPET（124/I-）あるいはSPECT（99mTcO4-）イメージング法を確立する。
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Report
(1 results)
Research Products
(3 results)
