2018 Fiscal Year Research-status Report
Nano-sized MRI contrast agents for ultra-sensitive imaging of tumor microenvironment
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18K12079
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
河野 喬仁 九州大学, 先端医療イノベーションセンター, 特任助教 (90526831)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | MRI / 造影剤 / DDS |
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| Outline of Annual Research Achievements |
MRI (Magetic Resonance Imaging)は空間分解能と非侵襲という利点を持つ反面、疾患部位の検出感度が不利な点を有する。本研究では MRI 診断の精度と感度を向上させ、単なる形態診断法とし用いるのではくなく、疾患の機能診断を可能とする新しい MRI ナノ造影剤の開発を目指した。そこでタンパク質ナノカプセルを MRI ナノ造影剤のベースとして様々に機能化し、分子標的により組織・細胞選択性の付与、MRI 造影剤の内包を実現する。このタンパク質ナノカプセルは内孔(径 8 nm)を有する球状構造 体(24 量体、外径 13 nm)を構築することが知られている。本年度はナノカプセルの癌部への標的化を行った。膵癌特異的な iRGD ペプチ (cyclic(CRGDKGPDC)) をカプセル表面に提示し、同時にカプセル内孔へ MRI 造影剤を固定化することにより、膵癌の MRI 撮影による検出を行った。我々はタンパク質ナノカプセルの遺伝子クローニング・大腸菌を使った大量発現系と精製法を確立し、膵癌特異的な iRGDペプチドをこのカプセル表面に提示することに成功した。蛍光色素 Alexa488 でラベル化したナノカプセルを膵癌細胞 AsPC-1, Suit-2 細胞と乳癌細胞 HeLa 細胞に添加し、24 時間後の 取り込みをフローサイトメトリーにより評価した。ナノカプセル表面には膵癌細胞をターゲティングする iRGD ペプチドを提示して いるため、AsPC-1, Suit-2 には取り込みが認められ、HeLa細胞には取り込みは見られなかった。表面の iRGD ペプチドが細胞表面の Neuropilin-1を認識していることが分かった。タンパク質型MRI造影剤がiRGDペプチドによって膵癌細胞に特異的に集積し、MRIによって膵癌検出も可能であった。
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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
膵癌特異的なMRIナノ造影剤のためのキャリア開発の第一段階である標的化およびMRI検出を実施し、ほぼ当初の目標通りの成果が得られた。カプセル内部への造影剤の内包条件、造影剤の種類、MRIシグナルを増強させる仕組みについても基礎検討を実施している。
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| Strategy for Future Research Activity |
現在、in vitroでの評価にとどまっているが、今後、in vivoの系において膵癌の担癌マウス、膵癌自然発生モデルであるKPCマウスを利用して特異性の高いタンパク質ナノカプセルを設計・発現し、高感度な膵癌検出造影剤を開発する予定である。
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| Causes of Carryover |
当初計画では、膵癌特異的タンパク質ナノカプセル作製のための試薬や機器、実験動物の消耗品費を計上していたが、初年度は研究の初期段階として研究者が現有する材料だけを用いて研究を推進することができたため次年度使用額が生じた。今後はin vivoにおける性能向上・妥当性評価を行う予定であるため、差額分を含めて実験動物等の消耗品費として研究費を使用する。また，海外および国内の研究成果発表のための旅費として研究費を使用する予定である。
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