2018 Fiscal Year Research-status Report

小動物のチェレンコフ光分子イメージングにおけるハイブリッド光検出法の最適化

Research Project

Project/Area Number	18K07270
Research Institution	Kumamoto University
Principal Investigator	古嶋昭博熊本大学, 生命資源研究・支援センター, 准教授 (20161903)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	野口和浩熊本大学, 大学院生命科学研究部(医), 助教 (90578816)
Project Period (FY)	2018-04-01 – 2021-03-31
Keywords	分子イメージング / チェレンコフ光イメージング / ベータ線放射性同位元素
Outline of Annual Research Achievements	本研究の目的は、生体内の深部での放射性分子プローブの検出能力を向上させるために、チェレンコフ光の欠点を補完するハイブリッド光イメージングの最適化を図り、マウスなどの小動物実験へ応用する技術を開発することである。3年間で予定しているこの研究実施計画の初年度として、先ずベータ線を放出する放射性分子プローブの生体内チェレンコフ光発生特性機構と光減衰の解明を行うことであった。本研究代表者が所属する研究施設の放射線管理区域内に設定されている市販の蛍光・発光イメージングシステムであるPerkinElmer 社製IVIS Spectrumを用いて、ベータ線を放出する2つの放射性同位元素I-131とP-32を購入し、チェレンコフ光イメージングを行った。その結果、I-131に比べてベータ線エネルギーが約3倍高いP-32のチェレンコフ光強度がより大きく物体内での光減衰が少ないため、深部の検出に優れることがわかった。この2種類の放射性同位元素に対するチェレンコフ光の物理的な基礎的性質を測定できたことは、他の放射性同位元素（F-18やCs-137など）のベータ線エネルギーから生み出されるチェレンコフ光の物体内減衰の程度や光検出能力の限界の推定に役立つことに意義があった。今後計画を予定している、チェレンコフ光の深部検出を補助するガンマ線放射性同位元素の光検出技術開発の重要な基礎的成果になるものと考えている。また研究分担者には、この光検出技術を将来に応用することを目指している疾患モデル小動物の作成準備のためにラットのよる予備実験を行ってもらった。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason 当該年度は、3年間で予定しているこの研究実施計画の初年度であった。当初の計画では、チェレンコフ光の発光に関する物理特性を調べるために紫外線・可視光線の分光光度計を実験に使用することを予定していたが購入できなかったため、放射線実験施設に設定されている蛍光・発光イメージングシステムを代用することができたが十分ではなかった。また、実験にはベータ線を放出する2つの放射性同位元素I-131とP-32を購入したが、予定していた放射性同位元素Cs-137の希望する放射能量と長い納入期間により入手が困難であったことも重なり、研究の進捗にやや遅れを生じている。
Strategy for Future Research Activity	本研究の基礎実験に関わる主要実験装置の代用と特定の放射性同位元素の入手ができなかったことにより初年度の進捗状況にやや遅れを生じたため、本研究の実施2年度目の計画の中に実行できなかった実験を追加していきたい。また、2年度目の研究代表者の研究実施については、当初の予定計画通りに進めていきたい。なお、研究分担者の研究については、初年度と同様に小動物の疾患モデル作成の準備を行ってもらうことを予定している。
Causes of Carryover	3年間に渡る本研究の実施計画の初年度である前年度に、ベータ線放射性同位元素より発生するチェレンコフ光の発光機構に関する基礎的な物理特性を調べるために紫外線・可視光線の分光光度計を整備する予定であったが、予算内で措置できる適当な機器がなかったため購入を見送った。また、チェレンコフ光の観測実験のためにベータ線を放出する2つの放射性同位元素I-131とP-32を購入したが、予定していた放射性同位元素Cs-137の希望する放射能量と高価格および長い納入期間により入手が困難であったことも重なり購入を見送ったために前年度に未使用額が生じた。この前年度未使用額と今年度額を合わせた助成金により、前年度入手できなかった機器や放射性同位元素の購入を計画し、当該研究2年目の当初計画と合わせて円滑な執行に努める。