量子ドットを用いた腫瘍画像診断のための複合ナノ・バイオプローブの開発

2008 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20500415
• Research Institution: National Institute of Radiological Sciences
• Principal Investigator: RUMIANA Bakalova National Institute of Radiological Sciences, 分子イメージング研究センター, 主任研究員 (30469936)
• Keywords: 量子ドット / 大腸癌 / マルチモーダル / MRI / 蛍光イメージング / in vivoイメージング / 腫瘍

Research Abstract

我々は、シリカ微粒子の中に内包させた量子ドットとガドリニウム複合体からなる、複数のイメージング手法(常磁性体および蛍光)に対応したナノ粒子を合成した。その粒子の構造は、HRTEM、DLSおよびゼータ電位測定により測定された。またそのイメージングの特性は、蛍光顕微鏡とMRIにより確認された。その微粒子は、長い血中半減期を得るために、3タイプのPEG(分子量500、2000または5000)と接合させた。PEG-2000と結合させたプローブが、最も長い血中半減期(約70分)を示した。そのプローブは、大腸癌に特異性を持つB72.3抗体とも結合させた。蛍光共焦点顕微鏡を用いて、我々は抗体と結合させたナノ粒子が、培養された大腸癌細胞と特異的に結合し、通常のリンパ球とは非特異的には相互作用を示さないことを確認した。そのプローブは、平均循環時間テスト(MTT test)において、20-200pmol/wellの濃度インターバル(規格化された量子ドット濃度)で毒性を示さないことを発見した。また、200pmolの経静脈的単回投与では、マウスにおいて急性毒性を示さなかった。そのプローブの薬物動態がヌードマウス(bulb/c nude)において、IVIS生体内蛍光イメージングと高磁場7テスラMRI(マウス体幹用RFコイル使用)で計測された。抗体結合および抗体非結合のプローブが、主に肝臓を中心に集積することが観察された。

Research Products

• [Journal Article] Multimodal silica-shelled quantum dots : Direct intracellular delivery, photosensitization, toxic and microcirculation 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 Pages: 1135-1142
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Quantum dots versus organic fluorophores in fluorescent deep-tissue imaging-merits and demerits (2008)
  • Author(s): Bakalova R., Zhelev Z., Gadjeva V.
  • Journal Title: General Physiology & Biophysics 27 Pages: 231-242
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Quantum dots in multimodal imaging : Probe design and application (2008)
  • Author(s): Zhelev Z., Aoki I., Bakalova R., et al.
  • Organizer: World Molecular Imaging Congress
  • Place of Presentation: Nice, France
  • Year and Date: 20080910-20080913
• [Presentation] Multimodal quantum dots : Direct intracellular delivery, photosensitization and cytotoxic effects (2008)
  • Author(s): Zhelev Z., Aoki I., Bakalova R., et al.
  • Organizer: 5^<th> International Conference on Nanoscience & Nanotechnologies NN08
  • Place of Presentation: Thessaloniki, Greece
  • Year and Date: 20080712-20080718
• [Presentation] Nanobioprobes for multimodal molecular imaging (oral presentation) (2008)
  • Author(s): Bakalova R., Zhelev Z., Aoki I., et al.
  • Organizer: 5^<th> International Conference on Nanoscience & Nanotechnologies NN08
  • Place of Presentation: Thessaloniki, Greece
  • Year and Date: 20080712-20080718
• [Presentation] Nanoparticles for multimodal molecular imaging : synthesis, spectral characteristics and application (2008)
  • Author(s): Zhelev Z., Bakalova R., Aoki I., et al.
  • Organizer: E-MRS 2008 Spring Meeting
  • Place of Presentation: Strasbourg, France
  • Year and Date: 20080526-20080530
• [Presentation] Multimodal molecular probes : chemical design, spectral characteristics and application for in vitro and in vivo imaging (2008)
  • Author(s): Bakalova R., Zhelev Z., Aoki I., et al.
  • Organizer: Annual Conference of the Japanese Society for Molecular Imaging
  • Place of Presentation: Fukui, Japan
  • Year and Date: 20080522-20080523