Development of noninvasive PET system with 15O labeled gas tracers in small animals for understanding cerebral ischemic disease

• Project/Area Number: 25871237
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: Basic / Social brain science; Applied pharmacology
• Research Institution: University of Tsukuba (2014-2015); National Cardiovascular Center Research Institute (2013)
• Principal Investigator: Moriguchi Tetsuaki 筑波大学, 数理物質系, 助教 (10635890)
• Co-Investigator(Renkei-kenkyūsha): IIDA HIDEHIRO 国立研究開発法人国立循環器病研究センター, 画像診断医学部, 部長 (30322720) ; ENMI JUN-ICHIRO 国立研究開発法人国立循環器病研究センター, 画像診断医学部, 上級研究員 (80393205) ; KOSHINO KAZUHIRO 国立研究開発法人国立循環器病研究センター, 画像診断医学部, 室長 (90393206) ; TEMMA TAKASHI 国立研究開発法人国立循環器病研究センター, 画像診断医学部, 室長 (90378787) ; TERAMOTO NOBORU 国立研究開発法人国立循環器病研究センター, 画像診断医学部, 研修生 (40372114) ; ZENIYA TSUTOMU 国立研究開発法人国立循環器病研究センター, 画像診断医学部, 室長 (50443487) ; KAWASHIMA HIDEKAZU 京都薬科大学, 放射性同位元素研究センター, 准教授 (70359438) ; YAMAZAKI MAKOTO 国立研究開発法人国立循環器病研究センター, 画像診断医学部, 流動研究員 (00734683) ; HORI YUKI 国立研究開発法人国立精神, 神経医療研究センター・脳病態統合イメージングセンター, 研究員 (60635887) ; IGUCHI SATOSHI 国立研究開発法人国立循環器病研究センター, 画像診断医学部, 特任研究員 (60635928) ; TSUJI MASAHIRO 国立研究開発法人国立循環器病研究センター, 再生医療部, 室長 (80579467) ; OHSHIMA MAKIKO 国立研究開発法人国立循環器病研究センター, 再生医療部, 流動研究員 (50637527)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2015)
• Budget Amount: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000); Fiscal Year 2015: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000); Fiscal Year 2014: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000); Fiscal Year 2013: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
• Keywords: 小動物 / PET / 標準酸素 / 非侵襲 / 定量化 / 脳虚血 / 脳血流量 / 酸素代謝量 / 標識酸素 / 脳酸素代謝量

Outline of Final Research Achievements

We have developed the noninvasive PET system with 15O labeled gas tracers in small animals for repeated imaging of disease-model animal.The facemask and the animal holder were made originally for an 15O-gas administration due to spontaneous respiration of rats.These allow us to perform sequential PET and MRI scanning without changing the position of rats.With the present system, the hybrid PET/MR imaging was performed in the rats prepared for cerebral hypoxic-ischemic injury.It was possible to observe the progress of brain damage from the day when the model rat was prepared to 42 days after the preparation by PET/MR imaging repeatedly for each rat.The way to deduce cerebral blood flow parameter was also improved for noninvasive quantification of the 15O-gas PET imaging in the present study.

Research Products

• [Presentation] 15OガスPETにおける無採血入力関数推定法の開発 (2015)
  • Author(s): 井口智史, 森口哲朗, 堀祐樹, 越野一博, 中川原譲二, 森田奈緒美, 山本明秀, 圓見純一郎, 銭谷勉, 飯田秀博
  • Organizer: 第55回日本核医学会学術総会
  • Place of Presentation: ハイアットリージェンシー東京（東京都新宿区）
  • Year and Date: 2015-11-05
• [Presentation] 15OガスPETにおける新規供給・吸入システムの開発と有用性の評価 (2015)
  • Author(s): 飯田秀博, 三田喜崇, 山崎真, 森口哲朗, 堀祐樹, 越野一博, 森田奈緒美, 中川原譲二
  • Organizer: 第55回日本核医学会学術総会
  • Place of Presentation: ハイアットリージェンシー東京（東京都新宿区）
  • Year and Date: 2015-11-05
• [Presentation] Magnetic resonance imaging and positron emission tomography in immature rats with hypoxic-ischemic brain injury (2015)
  • Author(s): Masahiro Tsuji, Jun-ichiro Enmi, Tetsuaki Moriguchi, Kazuhiro Koshino, Makiko Ohshima, Hidehiro Iida
  • Organizer: Neuroscience Meeting 2015
  • Place of Presentation: シカゴ、アメリカ
  • Year and Date: 2015-10-17
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 低酸素性虚血性脳症ラットモデルを用いた非観血的脳循環代謝パラメータの計測について (2015)
  • Author(s): 山崎真、森口哲朗、天満敬、圓見純一郎、越野一博、銭谷勉、飯田秀博
  • Organizer: 第１０回日本分子イメージング学会
  • Place of Presentation: タワーホール船堀（東京都江戸川区）
  • Year and Date: 2015-05-20
• [Presentation] In vivo imaging-supported development of an intraluminal suture-based technique. (2014)
  • Author(s): Jun‐ichiro Enmi1, Yoshiko Hashikawa, Hajime Fukuda, Tetsuaki Moriguchi, Makiko Ohshima, Kazuhiro Koshino, Hidekazu Kawashima, Tsutomu Zeniya, Masahiro Tsuji, Hidehiro Iida
  • Organizer: World Molecular Imaging Congress (WMIC2014)
  • Place of Presentation: COEX Convention Center (Soul, Korea)
  • Year and Date: 2014-09-17 – 2014-09-20
• [Presentation] ハイブリッドMR/PETイメージングによる小児低酸素性虚血性脳症ラットモデルの経時的解析 (2014)
  • Author(s): 辻雅弘、圓見純一郎、森口哲朗、越野一博、大嶌麻妃子、飯田秀博
  • Organizer: 第37回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県）
  • Year and Date: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [Presentation] The hybrid PET and MR imaging of cerebral hemodynamids in rats with hypoxic-ischemic brain injury (2014)
  • Author(s): Makiko Ohsima, Jun-ichiro Enmi, Masahiro Tsuji, Tetsuaki Moriguchi, Hajime Fukuda, Yoshiko Hashikawa, Tsutomu Zeniya, Hidekazu Kawashima, Kazuhiro Koshino, Hidehiro Iida.
  • Organizer: XIII Turku PET Symposium
  • Place of Presentation: Turku PET Center (Finland)
  • Year and Date: 2014-05-24 – 2014-05-27
• [Presentation] ハイブリッドPET/MR システムによるラット脳梗塞巣に集積する貪食細胞のイメージング (2014)
  • Author(s): 大嶌麻妃子、河嶋 秀和、銭谷 勉、越野 一博、圓見 純一郎、森口 哲朗、辻 雅弘、飯田 秀博
  • Organizer: 第９回分子イメージング学会総会・学術集会
  • Place of Presentation: 千里ライフサイエンスセンター（大阪府）
  • Year and Date: 2014-05-22 – 2014-05-23
• [Presentation] ハイブリッド高磁場MRI・15O標識ガスPETによる急性期脳梗塞ラットの多角的イメージング解析 (2013)
  • Author(s): 圓見純一郎
  • Organizer: 第８回日本分子イメージング学会総会・学術集会
  • Place of Presentation: 横浜赤レンガ倉庫１号館（神奈川県横浜市）
• [Presentation] The value of hybrid PET and MR imaging with sequential inhalation of O-15-labeled gaseous tracers on rat model of cerebrovascular diseases (2013)
  • Author(s): 圓見純一郎
  • Organizer: The 6th Korean-Japanese Joint Stroke Conference
  • Place of Presentation: Knowledge Capitalコングレコンベンションセンター（大阪府北区梅田）
• [Presentation] 新生児脳症モデルマウス/ ラットにおける脳循環動態 (2013)
  • Author(s): 大嶌麻妃子
  • Organizer: 第17回日本心血管内分泌代謝学会学術総会
  • Place of Presentation: 横浜市開港記念会館（神奈川県横浜市）