標的造影治療複合剤による磁気共鳴細胞分子イメージングの開発および疾患治療への適用

2008 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19500401
• Research Institution: National Institute of Radiological Sciences
• Principal Investigator: 青木 伊知男 National Institute of Radiological Sciences, 分子イメージング研究センター, チームリーダー (10319519)
• Keywords: 高磁場MRI / ナノ粒子 / リポソーム / 腫瘍 / 化学療法 / 温度感受性ポリマー

Research Abstract

本研究目標である磁気共鳴細胞分子イメージングを達成する、(1)Ca^<2+>チャネルを通過するマンガン造影剤を使用し、脳虚血後に生じるグリア細胞の増殖であるグリオーシスのin vivo検出、およびグリオーシスの抑制あるいは促進による治療効果の経時的観察、(2)DDS技術による腫瘍集積性を生かしたフラーレン・マンガン造影剤を使用した微小腫瘍の検出、および超音波/光治療の効果判定と経時的追跡、(3)光イメージングにおいて良好な周波数分解能を持つカンタムドット(QD)を使用した光・MRIのハイブリッド造影剤の開発とmicro PETを使用したトリプル・ハイブリッド造影剤への拡張、の3項目を達成する事を目的に、最終年度は、(1)脳虚血後に生じるグリア細胞の増殖であるグリオーシスのin vivo検出に成功、虚血周辺にリング状の高い信号領域を検出しか、(2)フラーレン・マンガン造影剤によるin vivoモデルによる腫瘍集積を可視化する事に成功した。併せて拡散強調画像法による治療効果の評価にも成功した、(3)QDとMRIのハイブリッド造影剤の合成に成功し、大腸癌細胞表面に集積することが確認された。(1)に関しては、栓子や梗塞時間の最適化によりモデルを安定化させることに成功、MRIと各種免疫組織学染色による詳細な比較を行い報告した。(2)については、フラーレンの腫瘍集積性を高め、可視化に成功した。また超音波照射による細胞障害性を可視化した。(3)に関しては、in vitroにて腫瘍細胞に対してQDの結合能を評価し報告した。micro PETへの適用に関しては、半減期の関係からSPECT核種(^<99>Tc)に変更し、グルタチオンを介してリポソーム内への封入する実験に成功した。

Research Products

• [Journal Article] Visualization of free radical reactions in an aqueous sample irradiated by 290 MeV carbon beam (2009)
  • Author(s): Matsumoto KI, Nagata K, Yamamoto H, Endo K, Anzai K, Aoki I.
  • Journal Title: Magnetic Resonance in Medicine 61(5) Pages: 1033-1039
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Developments of sulcal pattern and subcortical structures of the forebrain in cynomolgus monkey fetuses : 7-tesla magnetic resonance imaging provides high reproducibility of gross structural changes (2009)
  • Author(s): Sawada K, Sun XZ, Fukunishi K, Kashima M, Sakata-Haga H, Tokado H, Aoki I, Fukui Y.
  • Journal Title: Brain Structure and Function Pages: DOI:10.1007/s00429-009-0204-x
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Nitroxyl Radicals for Labeling of Conventional Therapeutics and Noninvasive Magnetic Resonance Imaging of Their Permeability for Blood-Brain Barrier : Relationship between Structure, Blood Clearance, and MRI Signal Dynamic in the Brain(DOI:10.1021/mp800175k) (2009)
  • Author(s): Zhelev Z, Bakalova R, Aoki I, Matsumoto KI, Gadjeva V, Anzai K, Kanno I.
  • Journal Title: Molecular Pharmaceutics
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Nitroxyl radicals as low toxic spin-labels for non-invasive magnetic resonance imaging of blood-brain barrier permeability for conventional therapeutics (2009)
  • Author(s): Zhelev Z, Bakalova R, Aoki I, Matsumoto K, Gadjeva V, Anzai K, Kanno I.
  • Journal Title: Chemical Communications Issue 1 Pages: 53-55
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Multimodal silica-shelled quantum dots : direct intracellular delivery, photosensitization, toxic, and microcir culation effects (2008)
  • Author(s): Bakalova R, Zhelev Z, Aoki I, Masamoto K, Mileva M, Obata T, Higuchi M, Gadjeva V, Kanno I.
  • Journal Title: Bioconjugate Chemistry 19(6) Pages: 1135-1142
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Thermosensitive Polymer-modified Liposome as a Multimodal and Multifunctional Carrier for MRI and Optical Imaging : Tumor Detection, Visualization of Triggered Drug Release, and Chemotherapy (2008)
  • Author(s): Ichio Aoki, Misao Yoneyama, Jeffrey Kershaw, Iwao Kanno, et. al
  • Organizer: ISMRM 16th Scientific Meeting and Exhibition
  • Place of Presentation: Tront, Canada
  • Year and Date: 20080503-20080509