2020 Fiscal Year Research-status Report
高性能MRI造影剤設計の学理開拓 ―配位不飽和配位高分子を基体とする新アプローチ
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18K19087
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
壹岐 伸彦 東北大学, 環境科学研究科, 教授 (50282108)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鈴木 敦子 (升谷敦子) 東北大学, 環境科学研究科, 助教 (10633464)
唐島田 龍之介 東北大学, 環境科学研究科, 助教 (40783303)
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| Project Period (FY) |
2018-06-29 – 2022-03-31
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| Keywords | 造影剤 / MRI / 配位高分子 / 配位不飽和 / 生体安定性 / 緩和能 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は配位不飽和サイト(CUS)を有する多孔性配位高分子(PCP)を基体として高性能の磁気共鳴画像化法(MRI)の造影剤(CA)を創製することを目的としている．前年度までに生体毒性の低いMn(II)と2,5-dihydroxy-1,4-benzenedicarboxylato (DHTP) から配位高分子Mn-MOF-74を合成し，その構造解析，サイズ制御，水分散性の向上に成功している．今年度は動物実験への適用を念頭に，(1)MOFへのポリエチレングリコール(PEG)鎖導入の再検討，および(2)PEG-導入MOFの緩和能の評価を行った．(1) MOFへのPEG鎖導入の検討：昨年までPEG化剤であるメトキシPEGアミン水溶液をMOFと混合し，表面のカルボキシル基にPEGを導入してきたが，アミド化ではなくアンモニウムのカルボキシレート塩形成が疑われた．そこでより確実にアミド化するため縮合化剤EDCと活性化剤NHSとを併用し，MOFに対し重量比1.0, 2.0および5.0倍のPEG導入に成功した．(2) PEG化Mn-MOF-74の緩和能：縦横緩和能を1 T MRIスキャナで調べた．Mn(II)あたりr1 = 8.1-13.5, r2 = 32.7-46.8 mM-1s-1となった．これは既報のMn造影剤のものより大きく，高緩和能を期待させる．またr1/r2は小さく，陰性効果の高い造影剤として機能することが予想される．なおPEG添加量とr1, r2との明確な相関関係は見られなかった．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
上記の(1)によってMOFの確実なPEG化が可能となり，動物実験に必要な高濃度のPEG化Mn-MOF-74の合成(10 mM × 0.3 mL)の目処が立った．しかし，新型コロナウィルス感染症のため，量研機構放射線医学総合研究所での測定を中止せざるを得なくなり，年度内の動物実験が不可能となった．
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| Strategy for Future Research Activity |
上記の通り，PEG化Mn-MOF-74を合成し，担がんマウスのMRI造影実験を行う．EPR効果に基づくがんのコントラスト増強が目標となる．コントラスト増強が得られない場合，当該MOFのin vivoでの動態や当該MOFの生理的条件下での安定性を調べ，原因を特定する．最終的にCUS-PCPのMRI造影剤としての分子設計指針を獲得する．
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| Causes of Carryover |
新型コロナウィルス感染症の影響で動物実験が中止となり，必要な担がんマウス，造影剤合成試薬などの執行できなくなったため．2021年度には動物実験を確実に実施する計画であり，これらを使用したい．
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Research Products
(8 results)
