2021 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(HPXe)MRIが基礎的発展を遂げ臨床応用が始まったが、キセノンと癌組織の特異的な相互作用が見つかっていないことにより早期肺癌への適用は進展していない。そこで本研究では肺癌イメージングを可能とするべく造影剤を用いたアプローチを着想した。前年度において粒子径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)を肺癌マウスモデルに投与したところ、本造影剤により肺癌イメージングが可能であること、および特徴的な体内動態を示すことを明らかとした。この結果を踏まえて、今年度は、粒子サイズの異なるPEG被覆酸化鉄ナノ粒子封入リポソーム(PEG-IO Lips)を用いて粒子サイズが造影効果に及ぼす影響を調べた。
実験では、雄性ddYマウス(4週齢)を(i) PEG-IO Lips群(N=3)：肺癌誘発のためにウレタンを腹腔内投与した3ヶ月後にPEG-IO Lips造影、(ii) PEG-IO NPs群(N=4)：ウレタン投与した3ヶ月後にPEG-IO NPs造影、(iii)Control群(N=4)：肺癌誘発を行わずにPEG-IO NPs造影、の計3群に分類した。磁性ナノ粒子をリポソーム内に封入した直径約200nmのPEG-IO Lipsを作製・使用した。これら3群にて投与前、投与3時間後、投与6時間後、投与24時間後に自発呼吸下にてHPXe MRI撮像を行った後に解剖し、癌組織を確認した。
その結果、PEG-IO Lips群では投与3時間後で癌部位が信号低下するが24時間後には回復する事、PEG-IO NPs群では投与3-6時間後で信号低下が持続することが確認された。以上より癌組織に造影剤が集積すること、および粒子サイズがクリアランスに影響する事、をHPXe MRIにより観察できた。
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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年度において、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)を肺癌マウスモデルに投与したところ、本造影剤により超偏極キセノン(HPXe)MRIによる肺癌イメージングが可能であること、および特徴的な体内動態を示すことを明らかとした。この結果を踏まえて、今年度では、粒子サイズが約200nmのPEG被覆酸化鉄ナノ粒子封入リポソーム(PEG-IO Lips)を用いて造影剤の粒子サイズが造影効果や体内動態に及ぼす影響を詳細に検討することができた。これらの知見は、今後様々な基材を用いたHPXe MRIに基づく肺癌検出システムを開発するうえで、重要であるため。
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| Strategy for Future Research Activity |
葉酸受容体を多量に発現する肺癌の高感度検出を可能とするべく葉酸修飾酸化鉄ナノ粒子(FA@Dex-IO NPs)を合成し、HPXe MRIにおける造影効果・体内動態について、酸化鉄ナノ粒子(PEG-IO NPs)と比較・検討する。
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