2012 Fiscal Year Annual Research Report
高機能性ナノ粒子設計に基づく高感度in vivoイメージング技術の開発
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24685028
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Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
水上 進 大阪大学, 工学研究科, 准教授 (30420433)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | ナノ粒子 / イメージング / MRI |
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| Research Abstract |
核磁気共鳴画像法(MRI)は、生きた個体内を非侵襲的に画像化できる為、臨床診断のみならず生命科学研究法としても注目を集めている。フッ素を核種とした^<19>F MRIは生体内バックグラウンドシグナルがなく生体シグナルの追跡に適しているが、低感度という大きな問題を有している。そこで、本研究課題では、生体内の酵素活性を検出可能な高機能かつ高感度な^<19>F MRIプローブの開発に取り組んでいる。まず、シリカナノ粒子内部に液体パーフルオロクラウンエーテル(PFCE)を内包させたナノ粒子PFCE@SiO_2を開発した。ナノ粒子コアのPFCEは液体状態で存在することから高い運動性を保持しており、長いT_2を確保することが可能であった。シェルのシリカゲルは、水溶液および有機溶媒の双方で安定に分散することから、様々な化学反応による表面修飾が可能であった。実際にPFCE@SiO_2を生きたマウスの静脈内に投与し^<19>F MRI測定を行ったところ、比較的高い^<19>F MRIシグナルが肝臓から検出された。また、表面をポリエチレングリコール(PEG)で修飾し、担癌マウスに投与したところ、癌組織内からも^<19>F MRIシグナルが検出された。EPR効果(Enhanced Pemeability and Retention Effect)によって、ナノサイズのPFCE@SiO_2が癌組織に選択的に集積したためと考えられる。
また、その他にマルチカラー^<19>F MRIへの応用を行った。シリカナノ粒子内にPFCEとはケミカルシフトが異なる複数の液体パーフルオロカーボンを内包させたナノ粒子の作製に成功し、これらを用いて3色のシグナルを^<19>F MRIを用いて検出することに成功した。
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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
開発したシリカナノ粒子を用いて実際にがん組織のイメージングを達成し、またマルチカラーイメージングという新たな応用展開も示すことができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
超常磁性酸化鉄ナノ粒子とPFC内包ナノ粒子を連結させた複合型ナノ粒子プローブを作製し、酵素活性検出プローブを開発する。標的酵素としては、がん組織や炎症性組織で高発現するプロテアーゼを選択する。ナノ粒子と酵素基質との融合技術が本研究の進展の鍵であり、必要に応じて粒子複合体合成の方法論開発の基礎研究に立ち戻る。また、抗体などを用いたin vivoイメージング応用も引き続き行う。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
本年度に計画していたナノ粒子を用いた酵素活性検出を次年度以降に行う予定になった。その為、酵素の購入費用およびアッセイに必要な実験器具・消耗品類の購入費用を次年度に繰り越した。
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