| Project/Area Number |
23K18279
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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 52:General internal medicine and related fields
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| Research Institution | National Institutes for Quantum Science and Technology |
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Principal Investigator |
住吉 晃 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 量子医科学研究所 分子イメージング診断治療研究部, 主任研究員 (80612530)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
力山 和晃 千葉大学, 大学院工学研究院, 特任研究員 (40885935)
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| Project Period (FY) |
2023-06-30 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Fiscal Year 2025: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2024: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
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| Keywords | クリック反応 / ウリジンアナログ / 神経新生 / MRI / 分子イメージング |
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| Outline of Research at the Start |
MRイメージングにより細胞増殖が可視化されれば、脳神経新生細胞の全脳レベルでのトレースや、悪性度の高い転移がん細胞の全身レベルでのトレースが可能になるであろう。特に生体内クリック反応を利用して、イメージング素子や治療薬の投与時期を自由にコントロール出来れば、イメージングや治療のタイミングを自由にコントロール出来るようになる。しかし、現在主流であるクリック反応を利用した蛍光イメージングでは、銅イオン触媒下での反応を前提としており、生体での生きたままのイメージングが行えない。本研究では、銅イオンを必要としないクリック反応を用いて、生体内で細胞増殖を検出する新たなMRイメージング造影剤の開発を行う。
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| Outline of Annual Research Achievements |
アルキンとアジド化合物によるクリック反応は選択的かつ安定的な反応であるため、バイオイメージングの分野で広く応用されてきた。チミジンアナログであるアルキン化デオキシウリジン（5-ethynyl-2'-deoxyuridine, EdU）を生体に投与すると、受動拡散とヌクレオチシド輸送体により、増殖細胞のDNAに取り込まれる。銅イオン触媒下で、サイズの小さいアミド化蛍光物質を反応させる事で、増殖細胞の選択的なイメージングが可能になる。内因性の増殖マーカーを組織染色する従来の方法とは異なり、増殖の開始点を明確に定義出来るため、増殖細胞の運命を生体内でトレースする際に非常に有益な方法である。問題点として銅イオン触媒下での反応では、生体でのイメージング、あるいは生きたままトレースするイメージングが行えない。また、将来的なヒトへの応用を考慮した際には、蛍光検出では無く、臨床診断に広く普及したMRイメージングが最も適していると考えられる。本研究では、銅イオンを必要としないクリック反応を用いて、生体内で細胞増殖を検出する新たなMRイメージング造影剤の開発を行う。具体的には、複数のガドリニウム錯体の誘導体を化学合成し、マウス担癌モデルあるいは海馬神経新生に対して仮説立証実験を実施する。①アジド化ガドリニウム錯体を合成し組織切片サンプル上でEdUと反応させる。②ガドリニウム錯体を導入したシクロオクチン誘導体を合成し生体内実験を行う。③核内への移行を促進するため細胞膜透過型高分子を設計する。
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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
マウス担癌モデルを作成しアルキン化デオキシウリジン（5-ethynyl-2'-deoxyuridine, EdU）をマウスに全身投与した。腫瘍部分の組織切片を作成し蛍光染色キットにてクリック反応が進行する事を蛍光画像から確認した。アジド化ガドリニウム錯体を準備して蛍光組織染色キットの手順にて組織切片サンプル上でEdUと反応させる実験を現在行っている。
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| Strategy for Future Research Activity |
アジド化ガドリニウム錯体が組織切片サンプル上でEdUと反応する事を確認するために反応後の組織サンプルのMRI画像取得に取り組む。組織切片の厚さの調整や、MRIコイルの選定、MRIパラメータの最適化を行う。マウス担癌モデルで腫瘍細胞の増殖が確認されればマウス脳神経新生のイメージングにも取り組む。
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