2020 Fiscal Year Annual Research Report
Real-time and non-invasive imaging of tumor cell death and its application to radiation treatment
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18K07768
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| Research Institution | Kitasato University |
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Principal Investigator |
鍵谷 豪 北里大学, 医療衛生学部, 准教授 (30524243)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小川 良平 富山大学, 学術研究部医学系, 准教授 (60334736)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 腫瘍内細胞死 / アポトーシス / ネクローシス / リアルタイムイメージング / 低酸素細胞 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
申請課題の研究目的達成のため，以下の2つ項目を実施した。
１．X線照射により腫瘍内で誘導されるアポトーシス（Apo）及び低酸素細胞Apoのリアルタイムイメージング： Apoの可視化には，ホタル由来環状ルシフェラーゼ（cLuc）を発現するApo可視化細胞，および，HIF-1依存的にcLucの発現を制御する低酸素Apo可視化細胞を用いた。マウスにApo可視化細胞または低酸素Apo可視化細胞を移植し腫瘍を形成した。これらの腫瘍にX線照射後，D-ルシフェリンを腹腔内投与し，CCDカメラを用いApo誘発による発光の検出を試みた。その結果，照射された腫瘍の発光値は，非照射腫瘍側と比較し有意に高い値を示し，放射線により腫瘍内で誘発されるApoの可視化に成功した。また放射線により低酸素領域においてもApoが誘発されることが示唆された。低酸素Apo可視化細胞の相対発光値（照射腫瘍の発光値/非照射腫瘍の発光値）は，酸素濃度非依存的にApoを検出するApo可視化細胞と比較し低いことが確認された。
２．赤色に発光するホタル由来AkaLucを用いたネクローシス（Nec）可視化システムの構築：エビ由来Lucを用いたNec可視化システムでは，発光基質フリマジンの腫瘍への直接注入投与のみにおいて腫瘍内Necのイメージングに成功したが，静脈投与または腹腔内投与においては腫瘍からの発光は認められず，可視化には至らなかった。体循環中のフリマジンは網内皮系によりマウス投与後20分で99.7％分解されることが報告されている。このため，我々は生体内でフリマジンより安定であり，かつ生体組織による光吸収の少ない赤色で発光する基質アカルミネを用い，新たにNec可視化システムを構築した。しかし，アカルミネを基質とする赤色Lucの再構成後の触媒活性は低く，腫瘍内Necを可視化するほどの高い発光値を得ることは出来なかった。
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