| Project/Area Number |
23K21420
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| Project/Area Number (Other) |
21H02862 (2021-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2021-2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 52040:Radiological sciences-related
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
田代 学 東北大学, 先端量子ビーム科学研究センター, 教授 (00333477)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
藤本 敏彦 東北大学, 高度教養教育・学生支援機構, 准教授 (00229048)
古本 祥三 東北大学, 先端量子ビーム科学研究センター, 教授 (00375198)
外山 由貴 東北大学, 大学病院, 助手 (30770862)
渡部 浩司 東北大学, 先端量子ビーム科学研究センター, 教授 (40280820)
高瀬 圭 東北大学, 医学系研究科, 教授 (60361094)
原田 龍一 東北医科薬科大学, 医学部, 助教 (60735455)
平岡 宏太良 東北大学, 先端量子ビーム科学研究センター, 助教 (70586049)
菊池 昭夫 東北大学, 医学系研究科, 大学院非常勤講師 (80463785)
高浪 健太郎 東北大学, 大学病院, 講師 (90447160)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥17,160,000 (Direct Cost: ¥13,200,000、Indirect Cost: ¥3,960,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2022: ¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000)
Fiscal Year 2021: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000)
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| Keywords | ポジトロン断層法 (PET) / モノアミン酸化酵素(MAO-B) / 変性性神経疾患 / 腫瘍疾患 / MAO阻害薬 / [18F]SMBT-1 / ポジトロン断層法（PET） / 全身集積 / アルツハイマー病 / パーキンソン病 / モノアミン酸化酵素B (MAO-B) / 分子イメージング / アストログリオーシス |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、ポジトロン断層法(PET)およびモノアミン酸化酵素B (MAO-B)に特異的かつ可逆的に結合する新しいPET薬剤[18F]SMBT-1を用いて、低侵襲的にヒトの全身・脳の定量解析を行って効率的に全身・脳のMAO-Bの分布を定量化できる「短時間撮像プロトコル」を開発した。本研究の前半では、「全身PET研究」と「脳PET研究」を別々に進めていたが、脳の「短時間撮像法」を開発し、「全身・脳hybrid撮像プロトコル」を開発してMAO-B全身・脳PET研究の基盤を完成させることができた。その臨床応用としては、Parkinson病(PD)患者の脳および全身臓器の測定などを進めている。
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| Outline of Annual Research Achievements |
新規PET薬剤[18F]SMBT-1を用いた「全身PET研究」のデータ収集については、男性4名のデータを収集したのち休止期間があったが、2022年度中に女性2名分の追加測定を実施してデータ収集を終了とした。全身研究で明らかにされた所見を以下に示す。高集積を示した臓器は、腎臓、心臓、胃、脳などであり、この所見は過去の病理学研究や別のトレーサーを用いたPET研究で報告されていたMAO-Bの発現部位の所見とほぼ同じであることが確認された。また、ヒトに投与された[18F]SMBT-1は主に肝臓で代謝されて胆汁排泄されることが判明した。すなわち、[18F]SMBT-1は腎排泄よりも圧倒的に胆汁排泄の度合いが高い薬剤であることも確認できた。加えて、全身臓器の集積における大きな男女差はないことも確認された。
「脳PET研究」では、被験者リクルートが難航したものの、完全なデータが収集できた健常者の2症例を対象として動態解析を進めた結果、[18F]SMBT-1投与後5分程度で脳への集積がピークに到達し、その後は速やかに消失していくことが観察された。このことから、[18F]SMBT-1は脳の診断薬としては臨床的にも使いやすい薬剤であると推測された。脳の定量解析を進めた結果、脳の短時間撮像プロトコルとして薬剤投与後60～90分の撮像を行えば良好に近似できることが示された。今後は、さらに症例を追加して検証を進めることが重要と考えられた。
さらに、上記の「脳PET研究」の成果に基づいて、「全身・脳hybrid撮像プロトコル」を考案することができた。この新プロトコルを使用して、全身・脳研究のためのいくつかの新規臨床研究（対象：パーキンソン病、慢性外傷性脳症、腫瘍疾患など）を計画したが、2022年度中に倫理委員会の審査を終了して研究開始の承認を得ることができた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本研究の進捗が遅れている理由としては、まず、①2021年度に行われた当該研究施設の改修工事の工事期間が延長してしまい、臨床測定が中断してしまっていたことが挙げられる。そのため2021年度予算の一部の繰り越しが必要となった。また、2022年度において、②研究初期に患者リクルートを担当する予定だった医師が事情により途中で参加困難となってしまったこと、および③新型コロナ感染症まん延の影響などにより、対象者のリクルート作業が難航していたことが挙げられる。さらに、追加的に計画された臨床研究プロジェクトの倫理審査が終了したのが2022年12月であったが、④2022年度における電気代の大幅な値上げ等の影響により、2023年1月以降の臨床測定の実施が不可能となってしまったことが挙げられる。これらの理由により、2022年度予算の繰り越しも必要となった。
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| Strategy for Future Research Activity |
「脳PET研究」では追加データを収集し、脳の定量解析を進めて、脳の短時間撮像プロトコルの信頼性を検証する。「脳・全身PET研究」としては、以下の研究を推進する。
研究① Parkinson病(PD)患者の脳・全身測定と喫煙者のMAO-B発現パターンの比較：非喫煙健常人8名、喫煙健常人8名、非喫煙PD患者15名、喫煙PD患者8名を対象にして[18F]SMBT-1投与し「全身・脳hybrid撮像プロトコル」を用いて測定を行う。全身画像から各臓器への集積値を調べて群間比較を行いPD患者および喫煙者特有の変化を探索する。
研究② 可逆性および非可逆性MAO-B阻害薬の薬物負荷試験：MAO-B阻害薬を用いた薬物治療が予定されているPD患者18名をリクルートして、薬物治療前後の[18F]SMBT-1 PET測定を行い、MAO-B阻害薬の影響でMAO-Bの結合が何%阻害されるかをPET画像から計測する。本研究では、非可逆性薬のラサギリン、セレギリンと可逆性薬のサフィナミドを比較する。「全身・脳hybrid撮像プロトコル」を用いて測定を行い、薬剤の脳と全身臓器への影響を同時に明らかにすることを目指す。
研究③ 物理的負荷にともなう変性疾患の研究：脳への機械的衝撃が反復されることで発症する慢性外傷性脳障害(CTE)の疑いがある者など約20名を対象として、それらの病態を解明する。本研究では脳撮像のみを行う。
研究④ 腫瘍（脳腫瘍等）の研究（東北大学病院と協力して実施）：健常者8名、治療前の脳腫瘍および大腸がん患者(手術予定症例)約12～16名に全身[18F]FDGを約185 MBq投与し、[18F]SMBT-1を約185 MBq投与してPET/CT装置で検査を受けてもらう。得られたPET全身画像上でCT画像を参考にし、各臓器にROIを設定して腫瘍および脳と他臓器への集積値(SUV)を求める。
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