Image evaluation of higher cerebral dysfunction using an electromagnetic horn type ESR imaging device

2019 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16K16149
• Research Institution: Oita University
• Principal Investigator: 杉田 憲司 大分大学, 医学部, 助教 (00381046)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 電磁ホーン型ESRイメージング装置 / マウス脳虚血モデル / フリーラジカル / 高次脳機能障害

Outline of Annual Research Achievements

生体におけるフリーラジカルの分布、発生量の画像化は、酸化ストレスが関与する疾患の病態、抗酸化能の評価において有用と考えられる。本研究では、高次脳機能障害にターゲットを定め、フリーラジカルの関与に対し、電磁ホーン型ESR イメージング装置による非侵襲的測定を確立させ、病態、進行度、治療に対する反応などに応用すべく基礎研究を行った。マウス脳虚血モデルを作成。Q-band 電磁ホーン型ESR 装置に冷却装置付き3次元MRI コイルを組み込み、スピンラベル剤（MC-PROXYL）を用いマウス脳虚血モデルの生体イメージングを虚血時間の長短、再灌流から評価までの時間による変化により計測を試みたが、信号取得、画像化が困難であった。in vivoにおけるフリーラジカルイメージングについては、当研究室でL-bandループギャップ共振器を用い、マウス悪性脳腫瘍モデルにスピンラベル剤を投与し、ESR計測に成功している。同様の手法を用いマウス脳虚血モデルの生体ESR計測を試みたが、信号取得、画像化が困難であった。また、スピンラベル剤、マウス脳虚血モデルにも変更を加えてフリーラジカルイメージングを試みた。スピンラベル剤にはCarbamoyl-PROXYLを使用した。脳虚血モデルにはフリーラジカルスカベンジャーとしてLamotrigine投与による介入を行い、その梗塞体積計測、酸化ストレスマーカーの計測、電磁ホーン型ESR 装置によるフリーラジカルイメージングを行った。対照群と比較し、Lamotrigine投与群においては、脳梗塞体積の減少が認められた。フリーラジカルイメージングについては、信号取得、画像化が困難であった。原因として、フリーラジカルの発生量が少ないこと、装置の感度不足などが考えられた。今後も、計測機器の改良によりイメージングの改善を図る方針である。