2013 Fiscal Year Research-status Report
がんの微小環境を検知するための高分子ミセル型ＭＲＩ造影剤の開発
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25670010
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
西山 伸宏 東京工業大学, 資源化学研究所, 教授 (10372385)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 高分子ミセル / がん / イメージング / MRI / 低酸素領域 / 微小転移 / 診断 |
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| Research Abstract |
本研究では、がんの悪性度の可視化と微小がんの高感度検出を目的として、タンパク質との相互作用によってMRI信号強度が大きく変化するMn2+イオンを搭載でき、低酸素領域(Hypoxia)の低pH環境において選択的にMn2+イオンを放出するリン酸カルシウム(CaP)ミセル型MRI造影剤の開発を行っている。平成25年度は、研究計画に従って、ブロック共重合体の種類(PEG-PAspおよびPEG-PGlu)と組成ならびにミセル構成成分の混同比の最適化を行うことによって、粒径80nmのMn搭載CaPミセルを調製することに成功した。このMn搭載CaPミセルは、さまざまな物性評価を行った結果、低pH条件でMn2+イオンをリリースし、Mn2+イオンがアルブミンと相互作用することによって信号強度が約10倍に増大することが確認された。一方、Mn搭載CaPミセルによる固形がんのMRIに関しては、低磁場(1 Tesla) MRIと高磁場(7 Tesla) MRIによるイメージングの結果の比較を行い、低磁場MRIによって腫瘍の中心部がイメージングされ、時間と共により鮮明になることが明らかになった。そこで腫瘍内のHypoxiaをピモニダゾールを用いて染色したところ、低磁場MRIで強く造影された部位とHypoxia染色で陽性だった部位がほぼ一致することが確認された。以上の結果より、Mn搭載CaPミセルは、Hypoxiaの低pH環境において選択的にMn2+イオンを放出し、タンパク質と相互作用することでMRI信号強度が増大するHypoxiaイメージング用プローブとして機能することを実証することができた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
当初計画どおりに、Mn搭載CaPミセルの調製条件の最適化を行い、本ミセルによって固形がんのHypoxiaのイメージングが可能になることを明らかにした。また、現在、計画を前倒して転移がんのイメージングに着手しており、微小がんが検知されるという予備試験の結果が得られている。
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| Strategy for Future Research Activity |
Mn搭載CaPミセルのHypoxiaのイメージングの精度やメカニズムを解明するために、腫瘍内の乳酸のマッピングやマイクロMRIよる評価を行う。また、Mn搭載CaPミセルを大腸がんの微小肝転移等の転移モデルのイメージングへと展開し、本システムの微小がん検出における有用性を明らかにする。また、さらなる高感度化が必要であればMn搭載CaPミセルへのリガンド分子の導入にも着手する。
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[Journal Article] Three-layered polyplex micelle as a multifunctional nanocarrier platform for light-induced systemic gene transfer2014
Author(s)
T. Nomoto, S. Fukushima, M. Kumagai, K. Machitani, Arnida, Y. Matsumoto, M. Oba, K. Miyata, K. Osada, N. Nishiyama, K. Kataoka
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Journal Title
Nature Commun.
Volume: 5
Pages: 3545
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] siRNA delivery from triblock copolymer micelles with spatially-ordered compartments of PEG shell, siRNA-loaded intermediate layer, and hydrophobic core2014
Author(s)
H. -J. Kim, K. Miyata, T. Nomoto, M. Zheng, A. Kim, X. Liu, H. Cabral, R. J. Christie, N. Nishiyama, K. Kataoka
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Journal Title
Biomaterials
Volume: 35
Pages: 4548-4556
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Multicompartment micelles with adjustable poly(ethylene glycol) shell for efficient in vivo photodynamic therapy2014
Author(s)
C. V. Synatschke, T. Nomoto, H. Cabral, M. Fortsch, K. Toh, Y. Matsumoto, K. Miyazaki, A. Hanisch, F. H. Schacher, A. Kishimura, N. Nishiyama, A. H. E. Mueller, K. Kataoka
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Journal Title
ACS Nano
Volume: 8
Pages: 1161-1172
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Polyion complex vesicles for photo-induced intracellular delivery of amphiphilic photosensitizer2014
Author(s)
H. Chen, L. Xiao, Y. Anraku, P. Mi, X. Liu, H. Cabral, A. Inoue, T. Nomoto, A. Kishimura, N. Nishiyama, K. Kataoka
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Journal Title
J. Am. Chem. Soc.
Volume: 136
Pages: 157-163
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Cyclic RGD-linked polymeric micelles for targeted delivery of platinum anticancer drugs to glioblastoma through the blood-brain tumor barrier2013
Author(s)
Y. Miura, T. Takenaka, K. Toh, S. Wu, H. Nishihara, M. R. Kano, Y. Ino, T. Nomoto, Y. Matsumoto, H. Koyama, H. Cabral, N. Nishiyama, K. Kataoka
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Journal Title
ACS Nano
Volume: 7
Pages: 8583-8592
DOI
Peer Reviewed
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