2013 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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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
水上 進 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (30420433)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | ナノ粒子 / イメージング / MRI |
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| Outline of Annual Research Achievements |
まず最初に、常磁性酸化鉄 (SPIO) ナノ粒子をPFCE@SiO2ナノ粒子の表面に修飾したところ、僅かな数のナノ粒子の修飾によりPFCE由来の19F MRIシグナルが完全に消失した。続いて、Gd3+錯体をナノ粒子表面に修飾したところ、SPIOの修飾と比較すると顕著なMRIシグナル消失これまでに生体内バックグラウンドシグナルがない19F MRIを利用して酵素活性検出法を報告してきたが、感度の低さが問題であった。そこで、本研究課題では、酵素活性をin vivoで検出可能な高感度19F MRIプローブの開発を行っている。前年度までに、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@SiO2を開発し、癌を移植したマウスの癌組織を生きたまま検出することに成功している。本年度は、PFCE＠SiO2の表面に常磁性種をを修飾し、そのMRIシグナル強度の人為的な制御に取り組んだ。は見られなかったものの、Gd3+錯体の分子数に依存した19F MRIシグナル強度の低下が観測された。また、PFCE@SiO2上に酵素基質ペプチドリンカーを介して大量のGd3+錯体を修飾し、横緩和時間T2の効果を強調するパルスシーケンスを用いて撮像したところ、基質ペプチドを介してもMRIシグナルを消失させられることも確認した。in vitro実験において、用いた基質ペプチド配列を加水分解するプロテアーゼとインキュベーションしながら19F MRIを測定したところ、時間経過に伴って基質ペプチドリンカーが切断され、同時に19F MRIシグナルが増大する様子が撮像できた。本結果に関しては、in vivoで酵素活性を可視化するプローブ開発における重要なステップを達成したと言える。
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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
PFC内包シリカナノ粒子のMRIシグナルを複数の常磁性種の表面修飾により制御可能であることを見出した上、in vivo酵素活性検出の足掛かりとなる結果を得た。
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| Strategy for Future Research Activity |
Gd錯体とPFC内包ナノ粒子を酵素基質で連結させたスイッチON型ナノ粒子プローブを作製し、19F MRIによるin vivo酵素活性検出技術を確立する。また、マルチスペクトルイメージングおよび抗体を用いたin vivoイメージング応用も引き続き行う。
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| Causes of Carryover |
研究補助員を雇用して人件費に使用予定であったが、研究計画の進捗状況により使用計画を翌年度に延期したため、その費用および物品費として次年度に繰り越した。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
補助金については人件費および細胞観察に必要な対物レンズ等に使用し、基金分については同じく細胞観察に必要なデジタルカメラに使用する予定である。
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