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2023 Fiscal Year Annual Research Report

Development of a novel ESR oximetry for tumor-therapy-effect prediction

Research Project

Project/Area Number 20KK0250
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

稲波 修  北海道大学, 獣医学研究院, 教授 (10193559)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 安井 博宣  北海道大学, 獣医学研究院, 准教授 (10570228)
永根 大幹  麻布大学, 獣医学部, 講師 (10772064)
山下 匡  麻布大学, 獣医学部, 教授 (30220338)
赤羽 英夫  大阪大学, 大学院基礎工学研究科, 准教授 (00552077)
藤井 博匡  北海道医療大学, その他, 客員教授 (70209013)
Project Period (FY) 2020-10-27 – 2024-03-31
Keywordsがん診断 / 低酸素性がん細胞 / 組織酸素濃度 / 電子スピン共鳴法 / OxyChip
Outline of Annual Research Achievements

固形がんは外科、化学療法や放射線による処置後の予後因子として重要な因子として酸化還元能と酸素分圧が知られている。一般的に固形がんでは細胞内酸化還元レベルは酸化状態に傾いており、これは癌の悪性度と関連する事が知られおり、一方、酸素分圧の低いがんでは予後が悪いことが多くの移植固形がんで報告されている。しかし、簡便に他のイメージングと組み合わせた医療・獣医療で使える酸化還元能や酸素のESRイメージング装置がないのが現状である。そこで本研究では癌を中心として様々な疾患の治療予測のために新しいベッドサイド利用可能な小型で可搬型小型ESR測定装置を開発した(赤羽、藤井)。断層の画像化が可能なループギャップコイル共振器して用いた小型イメージング装置と局所の経時的なラジカル測定が可能なサーフェイスコイルを振器を用いた小型ESR装置の2つを開発・改良し、その性能を評価した。ループギャップ型共振器小型ESR装置を用いた実験では2DGによるオートラジオグラフィーとFDGによるPET技術との組み合わせ、これら代謝指標と酸化還元に依存するニトロオキシドの還元能を指標とした新しいマルチモーダルイメージング法を開発した(稲波、安井)。また、サーフェイス型共振器小型ESRで移植腫瘍ならびに後肢虚血モデルにおいて本装置を使用したところ、虚血後の組織酸素分圧をリアルタイム測定が可能であることも明らかにした(永根。山下)。また、若手人材育成では学生・大学院生の多数の学会発表と、麻布大学学部学生(水垣)と北海道大学大学院学生(加藤)が海外アドバイザーであるダートマス大学のクプサミー教授の研究室に短期留学し、本課題を共同研究として進めることができた。以上、本国際共同研究で新規開発したこの可搬型ESRイメージング装置は種々の疾患診断において新しいレドックス/酸素計測技術として獣医臨床への応用性があることを示した。

  • Research Products

    (22 results)

All 2024 2023 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (7 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 4 results) Presentation (14 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Int'l Joint Research] Dartmouth,The Geisel School of Medicine/National Cancer Institute(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      Dartmouth,The Geisel School of Medicine/National Cancer Institute
  • [Journal Article] Feasibility study of multimodal imaging for redox status and glucose metabolism in tumor2024

    • Author(s)
      Kato Kazuhiro、Yasui Hironobu、Sato-Akaba Hideo、Emoto Miho C.、Fujii Hirotada G.、Kmiec Maciej M.、Kuppusamy Periannan、Mizuno Yuki、Kuge Yuji、Nagane Masaki、Yamashita Tadashi、Inanami Osamu
    • Journal Title

      Free Radical Biology and Medicine

      Volume: 218 Pages: 57~67

    • DOI

      10.1016/j.freeradbiomed.2024.03.028

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Development of a red-shifted photosensitizer for near-infrared photoimmunotherapy of cancer2024

    • Author(s)
      Goto Yuto、Ando Kanta、Takakura Hideo、Nakajima Kohei、Kobayashi Masato、Inanami Osamu、Taketsugu Tetsuya、Ogawa Mikako
    • Journal Title

      Journal of Photochemistry and Photobiology

      Volume: 20 Pages: 100230~100230

    • DOI

      10.1016/j.jpap.2024.100230

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Time-dependent changes in retinoids content in liver and adipose tissue after feeding of a vitamin A-deficient diet to mice2024

    • Author(s)
      Kato-Suzuki Mira、Okamatsu-Ogura Yuko, Inanami Osamu, Kazuhiro Kimura
    • Journal Title

      Experimental Animals

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      10.1538/expanim.23-0123

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Theoretical Design and Synthesis of Caged Compounds Using X‐Ray‐Triggered Azo Bond Cleavage2024

    • Author(s)
      Ogawara Koki、Inanami Osamu、Takakura Hideo、Saita Kenichiro、Nakajima Kohei、Kumar Sonu、Ieda Naoya、Kobayashi Masato、Taketsugu Tetsuya、Ogawa Mikako
    • Journal Title

      Advanced Science

      Volume: 11 Pages: -

    • DOI

      10.1002/advs.202306586

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 細胞老化の制御に基づく新しいがん治療戦略2023

    • Author(s)
      安井博宣, 小澤拓実, 藤本政毅, 稲波修
    • Journal Title

      細胞 年

      Volume: 55(2) Pages: 115-118

  • [Journal Article] 生体ラジカル検出とラジカル関連疾患に関する研究2023

    • Author(s)
      稲波修
    • Journal Title

      電子スピンサイエンス

      Volume: 40 Pages: 12-19

  • [Journal Article] 老化細胞標的がん治療-がんセノセラピー-に向けた基礎研究2023

    • Author(s)
      安井博宣, 小澤拓実, 藤本政毅, 稲波修
    • Journal Title

      Precision Medicine

      Volume: 6(13) Pages: 1096-1100

  • [Presentation] 磁性化NK細胞と抗酸化剤の併用による新規がん免疫細胞療法2024

    • Author(s)
      篠原駿人, 永根大幹, 兼古憲生, 荻原喜久美, 山下匡
    • Organizer
      第24回 菅原・大西記念 癌治療増感シンポジウム(東京 ホテル機山館)
  • [Presentation] アゾ結合の開裂を利用したX線応答性ケージド化合物の開発2024

    • Author(s)
      小河原 浩輝, 家田 直弥, 中島 孝平, 高倉 栄男, 斉田 謙一郎, Sonu Kumar, 小林 正人, 武次 徹也, 稲波 修, 小川 美香子
    • Organizer
      日本薬学会 第144年会(横浜 パシフィコ横浜)
  • [Presentation] Redox imaging of tumors with a novel compact and portable EPRI device and its potential for multimodal imaging.2023

    • Author(s)
      加藤千博、安井博宣、赤羽英夫、江本美穂、藤井博匡、水野雄貴、久下裕司、永根大幹、山下匡、稲波修
    • Organizer
      SfRBM-SFRRI 2023 Conference (ウルグアイ プンタ・デル・エステ)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 腫瘍内におけるDNA量の不均一性が放射線分割照射後の放射線抵抗性がん細胞の出現につながる(Intratumor heterogeneity in DNA content leads to the emergence of radioresistant cancer cells after fractionated radiotherapy)2023

    • Author(s)
      山下 晃矢, 安井 博宣, 房 知輝, 藤本 政毅, 稲波 修
    • Organizer
      日本放射線影響学会大会 第66回大会(東京 グランドニッコー東京 台場)
  • [Presentation] マウス扁平上皮癌におけるジクロロ酢酸を放出する自己組織化ナノ粒子の放射線増感作用について(The Radiosensitizing Effect of Self-Assembled Nanoparticle Releasing Dichloroacetic Acid in a Mouse Model of Squamous Cell Carcinoma)2023

    • Author(s)
      山田 さと, 安井 博宣, 長崎 幸夫, 稲波 修
    • Organizer
      日本放射線影響学会大会 第66回大会(東京 グランドニッコー東京 台場)
  • [Presentation] マウス扁平上皮がん細胞SCCVIIにおける、Pluronic L64で修飾したC60フラーレン(C60/L64)の放射線増感効果(Radiosensitizing effect of C60 fullerenes modified with Pluronic L64(C60/L64) in mouse squamous cell carcinoma SCC VII cells)2023

    • Author(s)
      臼田 史仁, 加藤 千博, 安井 博宣, 王 ぎょく博, 山本 拓矢, 稲波 修
    • Organizer
      日本放射線影響学会大会 第66回大会(東京 グランドニッコー東京 台場)
  • [Presentation] 放射線によるDNA損傷は遅延性のミトコンドリア由来の細胞内活性酸素種を上昇させるか?2023

    • Author(s)
      稲波修, 加藤千博, 安井博宣, 後藤悠人, 小川美香子
    • Organizer
      日本酸化ストレス学会学術集(神戸 神戸国際会議場)
  • [Presentation] ポリヒドロキシ酪酸は抗腫瘍免疫を活性化する2023

    • Author(s)
      政井菜々美, 永根大幹, 水垣ひなの, 宮本貴祥, 坂口舞音, 高橋光, 小室茉莉子, 鈴木利美奈,
    • Organizer
      日本酸化ストレス学会学術集(神戸 神戸国際会議場)
  • [Presentation] スフィンゴミエリン合成酵素2は虚血性筋障害を促進する2023

    • Author(s)
      水垣ひなの, 永根大幹, 永根大幹, 赤羽英夫, PERIANNAN Kuppusamy, 安井博宣, 稲波修, 相原尚之, 上家潤一, 水野谷航, 山下匡
    • Organizer
      日本酸化ストレス学会学術集(神戸 神戸国際会議場)
  • [Presentation] 重症下肢虚血におけるスフィンゴミエリン合成酵素2阻害は病態回復を促す2023

    • Author(s)
      水垣 ひなの, 永根 大幹, 赤羽 英夫, Kmiec Maciej M, Periannan Kuppusamy, 安井 博宣, 稲波 修, 相原 尚之, 上家 潤一, 水野谷 航, 山下 匡
    • Organizer
      第3回 若手放射線影響研究会 ( 弘前 弘前大学本町キャンパス)
  • [Presentation] 母親のビタミンA欠乏食摂取は子のベージュ脂肪細胞の出現を抑制する2023

    • Author(s)
      加藤美羅, 岡松優子, 塚田杏樹, 二川瑛実, 稲波修, 木村和弘
    • Organizer
      第166回 日本獣医学会学術集会(東京 東京農工大)
  • [Presentation] 4次元スペクトル空間EPRイメージングにおける計測時間短縮法の提案2023

    • Author(s)
      大場光紗, 田口真衣, 工藤洋平, 山下昴矢, 安井博宣, 松元慎吾, KIRILYUK Igor A., 稲波修, 平田拓
    • Organizer
      第62回 電子スピンサイエンス学会年会(神戸 神戸大学)
  • [Presentation] 電子常磁性共鳴イメージングと免疫組織化学染色の比較による腫瘍におけるフェロトーシス検出の可能性2023

    • Author(s)
      加藤千博, 安井博宣, 赤羽英夫, 江本美穂, 藤井博匡, 永根大幹, 山下匡, 稲波
    • Organizer
      第62回 電子スピンサイエンス学会年会(神戸 神戸大学)
  • [Presentation] 放射線応答性ケージド化合物開発に向けた超原子価ヨウ素化合物の放射線反応機構のESRを用いた解析2023

    • Author(s)
      稲波修, 榎本将聖, 我喜屋祥, 中島孝平, 小川美香子
    • Organizer
      第62回 電子スピンサイエンス学会年会(神戸 神戸大学)

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Published: 2024-12-25  

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