Development and verification of MR image biomarkers for gliomas in the era of pathological genetic diagnosis
| Project/Area Number |
23K14904
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 52040:Radiological sciences-related
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| Research Institution | Niigata University of Health and Welfare |
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Principal Investigator |
大野 健 新潟医療福祉大学, 医療技術学部, 講師 (40826153)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2027-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2026: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2024: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
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| Keywords | 神経膠腫 / グリオーマ / MRS / CEST-MRI / IDH遺伝子変異 / 2HG / 1p / 19q共欠失 / Cystathionine / MR image biomarkers / Glioma / MRI / MR spectroscopy |
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| Outline of Research at the Start |
近年、神経膠腫（グリオーマ）の診断における遺伝子検査の重要性が報告されている。しかし、術前に遺伝子検査を行うためには生検術を実施し腫瘍細胞を採取する必要があるとともに、腫瘍内の不均一による誤診が問題とされている。本研究では、7 T超高磁場MRI装置を用いて、無侵襲にグリオーマの遺伝子変異に関連する腫瘍細胞の変化を高解像度で捉えられる新規MR画像バイオマーカーを作成し、腫瘍組織の不均一な遺伝子変異を反映した高精度なグリオーマ診断法を開発することを目的とする。また、開発手法を病理遺伝子検査と比較することにより手法の妥当性を検証する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年、神経膠腫（グリオーマ）の診断における遺伝子検査の重要性が報告されている。しかし、術前に遺伝子検査を行うためには侵襲的な生検術を実施し腫瘍細胞を採取する必要があるとともに、腫瘍内の不均一による誤診が問題とされている。本研究では、無侵襲にグリオーマの遺伝子変異に関連する腫瘍細胞の変化を高解像度で捉えられる新規MR画像バイオマーカーを作成し、腫瘍組織内の不均一な遺伝子変異を反映した高精度なグリオーマ診断法を開発することを目的とする。グリオーマの遺伝子変異に伴う異常変化を可視化する手法として、MRSを高解像化したMRSイメージング法（MRSI）、磁化率強調画像（Susceptibility Weighted Imaging：SWI）および非侵襲的に代謝物をイメージングする手法である化学交換飽和移動法（Chemical Exchange Saturation Transfer：CEST）を利用したCEST-MRI法を用いる。以下の代謝変化を無侵襲に薬剤の投与無く測定し、遺伝子変異を反映するMR画像バイオマーカーを作成する。① 2HG（MRSI）、② シスタチオニン（MRSI）、③ グルタミン酸（CEST-MRI）、④ グリシン（CEST-MRI）
本年度は超高磁場ヒト7 T MRI装置において、既知濃度・pH溶液を用いた基礎実験を行った。CEST-MRI法によるグルタミン酸濃度分布の画像化に成功し、グルタミン酸濃度が増加するにつれてCEST効果が増加することを確認した。また、semi-LASER MRSイメージング法の撮像プロトコールを作成し、2HGおよびシスタチオニン濃度分布の測定を開始した。
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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
予定していたCEST-MRI法によるグルタミン酸濃度分布の画像化およびsemi-LASER MRSイメージング法により2HGおよびシスタチオニン濃度分布の画像化に成功した。引き続き、CEST-MRI法によるグリシン濃度分布画像化の技術開発を行っていくとともに、開発した手法を生体（ヒト）へ応用していく予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
既知濃度・pH溶液を用いた基礎実験は順調に進んている。しかし生体へこの手法を応用する場合、生体への温度上昇作用（SAR）を最小化する効率的パルスシークエンスの開発が必要となる。また、生体の撮像では静磁場の空間的なズレが大きく、溶液ファントム実験と同様な撮像・解析法では画像化が困難となる場合がある。磁場不均一性の補正プログラムをさらに最適化し、さらなる画像均一性の向上を図っていく予定である。
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Report
(1 results)
Research Products
(4 results)
