2023 Fiscal Year Research-status Report
Development of In vivo SPECT imaging of cancer heterogeneity
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23K18233
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
柳下 淳 東京大学, カブリ数物連携宇宙研究機構, 特任助教 (20626676)
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| Project Period (FY) |
2023-06-30 – 2025-03-31
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| Keywords | 核医学 / 多核種 / in vivoイメージング / SPECT / がん不均一性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
多核種を判別可能な能力を有する高空間分解能SPECTシステムを用いてがんheterogeneityの生体イメージングを試みた。heterogeneityとしてがん幹細胞、EGFR発現細胞を個々のトレーサーを用いてマルチ・トレーサーイメージングを行うことを試みた。
がん細胞株の選定：幹細胞マーカーとしてxCT、CD44v9の２つに注目した。頭頸部癌細胞株ではこれらのがん幹細胞マーカー陽性かつEGF陽性となる細胞株があり、個々のマーカー陽性細胞の分布が異なることがあり、本研究の良いモデルとなる。発現データよりEGFR高発現細胞をピックアップし細胞を購入後、フローサイトメトリーにてxCT, CD44v高細胞株（および無発現）を３つ同定した。これらの細胞株を用いて担がんマウスを作成した。
EGFR抗体のキレーターによる放射性ラベリング：抗EGFR抗体であるセツキシマブを購入し、DOTAをconjugateすることでIn-111, Ga-67によるラベリングでのイメージングを計画した。DOTA-NHSエステルを抗体に対し、1:4から1:100のモル数比で混和させ生成したのち任意のIn-111と混和させラベリングすることで高い比放射能の抗体を効率よく得られる条件を決定した。得られた抗体を用いて担がんマウスによるイメージングを行い、最適な投与量および撮像タイミングを決定した。
抗体のI-125（I-123）によるラベリング：Pierce Iodination Tubesを購入しI-125による抗体のラベリングを行い、良好な結果が得られることを確認した。
xCT小分子プローブの合成：xCTに対する小分子にアルブミンバインダー構造を付加することでxCT症分子プローブを合成した。アルブミンバインダー構造内にはヨウ素を含んでおり、ヨウ素の部位をトリブチルすずとしたものを前駆体として合成した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
生体イメージングに耐えうるがん細胞株を同定することができた。がん幹細胞およびEGFR陽性細胞に対するプローブは少なくとも１つずつは確保が可能であることを確認した。さらに、もう一つのプローブとして低酸素プローブが追加可能であり、合成方法についても確認した。シミュレーションからはがん幹細胞がある程度の大きさのクラスター（もしくは局在の偏り）を形成していればがん幹細胞とEGF発現細胞の分布の違いのイメージングは可能であることを確認でき、選定したがん細胞株のゼノグラフトの組織像からはがん幹細胞がある程度の大きさのクラスターを形成することを確認した。
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| Strategy for Future Research Activity |
がん幹細胞プローブ単剤による生体イメージングを行い、最適なプローブ分子（抗体、小分子）、最適なラベリング核種、比放射能、撮像スケジュールを確認する。その後にがん幹細胞プローブとEGFRプローブを用いて担がんマウスの生体イメージングを行い、組織像とSPECTとの対比を行う。(minimum success)
さらに、抗がん剤による治療によりがん幹細胞とEGFR陽性細胞がどの様な比率で変化するかを観察する。また、低酸素プローブを追加することで３核種３プローブによる生体イメージングも試みる。
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| Causes of Carryover |
核種の使用が想定していたよりも少なかったこと、動物実験を後回しにしたことによる。
核種に関してはI-123, Ga-67を使用せず、性質が似たI-125、In-111でのみ実験をおこなった。次年度にはこれらの核種でも実験を行う予定である。また、動物実験もプローブの最適条件が決定し次第行う予定である。
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