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2022 Fiscal Year Annual Research Report

Development of Mitochondrial Metabolic Imaging using DNP-MRI

Research Project

Project/Area Number 19H03358
Research InstitutionGifu University

Principal Investigator

兵藤 文紀  岐阜大学, 高等研究院, 准教授 (10380693)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 田中 秀和  山口大学, 大学院医学系研究科, 教授 (30509782)
松尾 政之  岐阜大学, 大学院医学系研究科, 教授 (40377669)
森 崇  岐阜大学, 応用生物科学部, 教授 (40402218)
長尾 吉泰  九州大学, 大学病院, 助教 (70608968)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2023-03-31
Keywordsレドックス / DNP / ミトコンドリア
Outline of Annual Research Achievements

脂肪肝からNASHへの進展は酸化・ミトコンドリアストレスが主因の1つと考えられており、確定診断は肝生検による病理診断のみで、侵襲を伴うが診断精度が低いため、非侵襲かつ肝全体を 網羅する高精度な診断法が望まれている。そこで本研究では、申請者が開発している生体内のミトコンドリア代謝イメージング法において、酸化還元(レドックス)反応を鋭敏に検出し毒性が極めて低いCarbamoyl-PROXYL(CmP)を生体プローブとし、ミトコンドリア代謝を指標とするNASH病態の 早期診断技術の確立を目的として研究を進めた。とくに実験的NASHモデルの作製としては、メチオニン・コリン欠乏食誘発NASHモデル、CDHAFD誘発NASHモデルにおけるレドックス代謝の検証およびプローブの反応機構解明を実施した。MCDおよびCDAHFD誘発NASHモデル共にCmPの代謝は正常群に比べ有意に低下することが明かとなった。またブタへのCmPの投与における毒性検討においては、今回用いた投与濃度・量においては、ブタへの明確な毒性は観察されなかった。
一方、CmPの肝代謝におけるメカニズム解明を検討した結果、CmPはミトコンドリア電子伝達系において、代謝を受けることが明らかとなった。また肝臓に高集積するプローブの開発も実施した。これらの結果を受けて、今後は、NASH病態をより高精度に検出するミトコンドリア高選択性プローブの開発や、実際の診断プロトコルの開発を進めていくことが重要であると考えられる。

Research Progress Status

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (5 results)

All 2022

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 2 results)

  • [Journal Article] <i>In Vivo</i> Dynamic Nuclear Polarization Magnetic Resonance Imaging for the Evaluation of Redox-Related Diseases and Theranostics2022

    • Author(s)
      Hyodo Fuminori、Eto Hinako、Naganuma Tatsuya、Koyasu Norikazu、Elhelaly Abdelazim Elsayed、Noda Yoshifumi、Kato Hiroki、Murata Masaharu、Akahoshi Tomohiko、Hashizume Makoto、Utsumi Hideo、Matsuo Masayuki
    • Journal Title

      Antioxidants &amp; Redox Signaling

      Volume: 36 Pages: 172~184

    • DOI

      10.1089/ars.2021.0087

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] in vivo DNP MRIの開発と疾患応用研究2022

    • Author(s)
      兵藤文紀, 松尾政之
    • Organizer
      : in vivo DNP MRIの開発と疾患応用研究【シンポジウム】. 量子生命科学会第4回大会
    • Invited
  • [Presentation] Imaging tissue metabolism using dynamic nuclear polarization (DNP) MRI2022

    • Author(s)
      Fuminori Hyodo, Masayuki Matuso
    • Organizer
      Asia-Pacific EPR/ESR Symposium
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Comparison of redox alteration and cancer metabolism after radiation treatment of tumor using in vivo DNP-MRI and dissolution DNP-MRS.2022

    • Author(s)
      Fuminori Hyodo, Norikazu Koyasu, Abdelazim Elsayed Elhelaly, Ryota Iwasaki, Shoda Shinichi, Hiroyuki Tomita, Masaki Takasu, Yoshifumi Noda, Hiroki Kato, Takashi Mori, Masayuki Matsuo:
    • Organizer
      29th Annual Conference of the Society for Redox Biology and Medicine
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Usage of Dissolution DNP Magnetic Resonance Spectroscopy Depicts Efficacy of hemothearpeutic and Radiotherapeutic Anticancer Interferences2022

    • Author(s)
      Abdelazim Elsayed Elhelaly, Fuminori Hyodo, Norikazu Koyasu, Hiroyuki Tomita, Masaharu Murata, Yoshifumi Noda, Hiroki Kato, Masayuki Matsuo
    • Organizer
      30th Annual Meeting of International Society for Magnetic Resonance in Medicine
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2023-12-25  

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