複合分子イメージング技術によるがん微小環境ネットワークのイン・ビボ可視化

• Project Area: Integrative Research on Cancer Microenvironment Network
• Project/Area Number: 23112525
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: National Cancer Center Japan
• Principal Investigator: 藤井 博史 独立行政法人国立がん研究センター, 臨床開発センター, 分野長 (80218982)
• Project Period (FY): 2011-04-01 – 2013-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2012)
• Budget Amount: ¥8,580,000 (Direct Cost: ¥6,600,000、Indirect Cost: ¥1,980,000); Fiscal Year 2012: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000); Fiscal Year 2011: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
• Keywords: 低酸素 / SPECT / MRI / 分子イメージング

Outline of Annual Research Achievements

がん微小環境の一つであり、がん治療抵抗性の重要な原因である腫瘍内低酸素領域の明瞭な可視化のための複合分子イメージング技術に関する研究を前年度に引き続き実施した。
分子プローブ開発に関しては、1)ニトロベンジルエステル構造と99mTcキレート構造とを有した化合物で、汎用性の高い核種である99mTcで標識したものの改良および 2) hypoxia inducible factor 1α(HIF)の活性を評価する蛋白質プローブの開発を中心に検討を進めた。その結果、1) 99mTc標識化合物については、前年に報告した99mTc標識SD32よりも、in vivoでの血中滞留性が良好で、腫瘍組織への移行率の高い化合物を複数個合成することに成功した。2) 細胞膜透過性ドメイン（PTD）, HIFの酸素依存的分解ドメイン(ODD), ストレプトアビジンの複合たんぱく質からなる分子プローブPOSを125I標識ビオチンで標識して得られた125I-POSを用いてSPECTによる腫瘍内HIF活性のin vivo可視化を行ったところ、125I-POSの腫瘍内への不均一な分布が描画された。さらに摘出した腫瘍組織のオートラジオグラムの所見と抗HIF抗体による免疫組織染色の結果との間には比較的良好な相関が認められ、125I-POS SPECTにより腫瘍内HIF活性のin vivo可視化できている可能性が高いと考えられた。

Research Progress Status

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] In vivo visualization of heterogeneous intra- tumoral distribution of hypoxia- inducible factor-1alpha activity by the fusion of high-resolution SPECT and morphological imaging tests. (2012)
  • Author(s): Fujii H, Yamaguchi M, Inoue K, Mutou Y, Ueda M, Saji H, Kizaka-Kondoh S, Moriyama N, Umeda IO
  • Journal Title: J Biomed Biotechnol Volume: 2012(262741) Pages: 1-6
  • DOI: 10.1155/2012/262741
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 2-Nitroimidazole-Tricarbocyanine Conjugate as a Near-Infrared Fluorescent Probe for in Vivo Imaging of Tumor Hypoxia (2012)
  • Author(s): Okuda K, Okabe Y, Kadonosono T, Ueno T, Youssif BG, Kizaka-Koadoh S, Nagasawa H
  • Journal Title: Bioconjug Chem. Volume: 22 Issue: 11 Pages: 324-329
  • DOI: 10.1111/j.1349-7006.2011.02057.x
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] High resolution SPECT imaging for visualization of intratumoral heterogeneity using a SPECT/CT scanner dedicated for small animal imaging (2012)
  • Author(s): Umeda IO, Fujii H, et al
  • Journal Title: Ann Nucl Med Volume: 26 Issue: 1 Pages: 67-76
  • DOI: 10.1007/s12149-011-0542-7
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Synthesis and evaluation of a novel ^<99m>Tc-labeled bioreductive probe for tumor hypoxia imaging (2011)
  • Author(s): Kimura S, Fujii H, et al
  • Journal Title: Bioorg Med Chem Lett Volume: 21 Issue: 24 Pages: 7359-7362
  • DOI: 10.1016/j.bmcl.2011.10.022
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Multimodal in vivo imaging of hypoxia-inducible factor-1 (HIF-1) active tumors by HIF-1α-mimic oxygen-dependent degradation protein probes with interchangeable labeling system (2011)
  • Author(s): Umeda IO, Fujii H, et al
  • Organizer: WMIC 2011
  • Place of Presentation: San Diego, CA, USA
  • Year and Date: 2011-09-09
• [Presentation] Development of novel ^<99m>Tc-labeled bioreductive probes for tumor hypoxia imaging (2011)
  • Author(s): Kimura S, Fujii H, et al
  • Organizer: WMIC 2011
  • Place of Presentation: San Diego, CA, USA
  • Year and Date: 2011-09-07
• [Presentation] in vivo visualization of tumor heterogeneity using SPECT (2011)
  • Author(s): Fujii H, et al
  • Organizer: International symposium on technologies against cancer 2011
  • Place of Presentation: 東京(招待講演)
  • Year and Date: 2011-09-02
• [Presentation] SPECT and optical multimodality imaging of HIF-active tumors by using an oxygen-dependent degradation protein probe with interchangeable labeling system (2011)
  • Author(s): Umeda IO, Fujii H, et al
  • Organizer: SNM 2011
  • Place of Presentation: San Antonio, TX, USA
  • Year and Date: 2011-06-07