2017 Fiscal Year Research-status Report
A model study for personalized cancer medicine by the novel chemoradiotherapy guided on the state-of-the-art spin resonance imaging
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17K01363
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| Research Institution | National Institutes for Quantum and Radiological Science and Technology |
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Principal Investigator |
高草木 洋一 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 放射線医学総合研究所 分子イメージング診断治療研究部, 主任研究員(任常) (60439916)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 電子スピン共鳴 / 酸素 / 低酸素標的薬 / 動的核偏極 / ピルビン酸 / イメージング / 放射線治療 / 個別化医療 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、生体透過性に優れる 2 大スピン共鳴を応用した画像技術を利用し、いくつかのモデルマウス担癌を対象としてその酸素分布や代謝特性を解析する。画像データをもとに、治療前効果予測と、これに基づく治療法の選択、および治療評価を試みることにより、両イメージング技術の個別化医療への応用性を検証する。
電子スピン共鳴 (EPR) 酸素イメージングは、マウスへ尾静注した酸素捕捉プローブ (OX063) の EPR シグナルを三次元的に取得し、がん組織内の酸素濃度に応じて変化するピーク半値幅の計測から、組織深部の酸素分布を非侵襲的に描出することを可能とする。さらに、得られた酸素分布画像とがん形態画像 (MRI) を重ね合わせて ROI を設定することにより、腫瘍内の酸素分圧および低酸素領域の割合を定量的に解析することが可能である。
動的核偏極－MR 代謝イメージングは、米国にて臨床試験が開始されている最先端の技術である。最大の弱点である NMR/MRI の感度を数万倍に向上させることにより、腫瘍内での磁気共鳴分子プローブ (e.g. [1-13C]ピルビン酸) の代謝反応を動的可視化し、組織を傷つけることなく悪性度や悪性化部位の診断、治療効果の経日追跡を可能としている。
これらの画像解析により、治療開始に先立って担癌の生理学的特性を描出し、それぞれの担癌に最適な治療法を選択する。治療法としては、新規低酸素標的プロドラッグと、高酸素腫瘍に効果的な治療用エックス線および放射線増感剤を用い、画像データを基にして適切な治療法を選択し、実際に治療を施してその効果を判定する。本年度は、EPR 酸素イメージングを中心に、いくつかのがん細胞から担癌モデルを作成し、生育や撮像条件等を検討した。また、治療実験の諸条件についても検討し、画像データと治療効果との相関性を、病理診断と並行して調べた。
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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
電子スピン共鳴酸素イメージングを応用し、扁平上皮癌や結腸がん、肺がん、膵臓がんのマウスモデル担癌より酸素分圧や低酸素領域の形成度、生理学的特性の描出に成功している。また、低酸素標的薬 (Evofosfamide; TH-302) や、治療用エックス線照射との併用による担癌の生育遅延効果について予備検討を実施し、良好な結果を得た。さらに、生育や治療前後によって変化する生理学的特性を病理診断により解析し、画像解析の結果と相関する良いデータを得ている。
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続き、酸素濃度イメージングによりモデル担癌の生理学的特性を描出し、治療効果との相関を検討する。また、動的核偏極－MR 代謝イメージングによる撮像についても各種検討を開始し、撮像後データの解析や生理学的評価を踏まえ、治療法の選択や治療の経日観察を実施する。また、画像実験や治療実験と併行して病理診断も進め、生理学的特性や治療による変化を多角的に評価する。
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| Causes of Carryover |
当初予定していた細胞培養インキュベーターの購入が不要となり、別の備品購入や消耗品購入に使用したが、一部余りが生じたため。H30 年以降の物品費として使用予定。
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Research Products
(5 results)
