2020 Fiscal Year Annual Research Report
ナノメディスンと超偏極希ガスMRIの融合による超高感度肺癌検出システムの開発
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20H04516
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
木村 敦臣 大阪大学, 医学系研究科, 准教授 (70303972)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 超偏極キセノン / ナノメディスン / 磁性ナノ粒子 / 肺癌検出システム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
超偏極キセノン(Hyperpolarized Xe:HPXe)MRIが基礎的発展を遂げ、慢性閉塞性肺疾患を始めとする難治性肺疾患の新たな診断手法として臨床応用が始まった。一方、肺癌への適用に関しては癌組織に溶解したHPXeの緩和時間や化学シフト等のMRI特性に乏しいことから、本技術を用いた診断は進展していない。そこで本研究課題では、HPXe MRIによる肺癌イメージングを可能とするため、酸化鉄ナノ粒子を用いた造影HPXe MRIを試みることとした。今年度は、粒子径15nmのポリエチレングリコール被覆酸化鉄ナノ粒子(PEG-IO NPs)の造影効果や体内動態が及ぼす影響について、HPXe MRIによる検討を行った。
実験では、雄性ddYマウス(4週齢)に肺癌誘発のためウレタン(500mg/kgBW) を腹腔内投与し(N=4)、3.5か月後に肺癌マウスモデルを作出した。一方、肺癌誘発を行わずにPEG-IO造影した群をコントロール群とした(N=4)。これら肺癌マウスモデル対してPEG-IO NPsを投与前・尾静脈投与3時間後・6時間後・24時間後において、HPXeを自発呼吸下でマウスに吸入させ MRI撮像を行った。撮像後、炭酸ガスを過剰投与し安楽死させ肺を摘出し、ホルマリンで固定したのち癌の位置を確認した。その結果、PEG-IO NPs投与3、6時間後に癌を含む部位の信号が非癌部位に比べて有意に低下し(p<0.05)、投与24時間後には信号が回復することが判明した。コントロール群では投与30分後に肺全体の信号値が低下するが3時間後以降には回復することを確認した。以上より、酸化鉄ナノ粒子はEPR効果により肺癌に集積し、HPXe MRIにおいて造影効果があることを確認できた。
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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
令和2年度は、手始めにPEG被覆酸化鉄ナノ粒子（PEG-IO NPs）の超偏極キセノンMRI(HPXe MRI)造影効果、および体内動態を検討し、その結果、PEG-IO NPsを投与後３～６時間で肺癌を検出することができた。この知見は、今後の様々な基材を用いたHPXe MRIの肺癌イメージングを検討する際の重要な基礎となるため。
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| Strategy for Future Research Activity |
粒子径が～200nmのPEGリポソームに酸化鉄ナノ粒子を封入した基材を調整し、このもののHPXe MRIにおける肺癌造影効果を調査し、粒子サイズや体内動態の違いが及ぼす造影効果の差異を検討する
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Research Products
(2 results)
