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MRIを用いた細胞膜水透過性の可視化とその生体応用研究

研究課題

研究課題/領域番号 15H04910
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 放射線科学
研究機関国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構

研究代表者

小畠 隆行  国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 放射線医学総合研究所 分子イメージング診断治療研究部, 次長(定常) (00285107)

研究協力者 青木 伊知男  
生駒 洋子  
川口 拓之  
田桑 弘之  
立花 泰彦  
安井 正人  
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
2018年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2017年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2016年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2015年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
キーワードMRI / 細胞膜水透過性 / 水拡散 / アクアポリン / 放射線医学 / 放射線
研究成果の概要

In vitro実験で確立した細胞膜水透過性測定法をげっ歯類でのin vivo実験に応用し、そのエビデンスを踏まえ、ヒトMRIに応用することを目的とした。
In vitro追加実験を行い、In vivo応用への基盤強化を図った。生体を模したファントムを作成し、生体での細胞膜水特性測定のためのMRIプロトコールを開発した。In vitro実験では存在しない微小循環の影響を定量的に評価するため、片側慢性低還流モデルマウスを用いて本測定法に対する影響を調査した。脳梗塞モデルマウスを用いて透過性定量値と病態の関係を示した。基礎研究の結果を踏まえ、ヒトMRI研究に適したプロトコール開発を行った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

腫瘍の悪性度や治療効果で大きく変わるといわれている細胞膜水透過性であるが、これは摘出標本で測定することが困難で、生体そのままでの測定が必要となる。細胞レベルでの測定報告は多いものの、In vivo応用されたケースは極めて少なく、ヒトへの応用性のあるものは皆無といってよい状況であった。そのような中で、本手法は広く臨床で応用されているMRIを用いた非侵襲的な測定技術で、実現できれば新たなバイオマーカーとして有益な生体情報を提供できる可能性がある。
本研究で得られたIn vitro・In vivoの結果から近い将来の臨床応用の可能性を示す複数のエビデンスが得られたことは大きな意義があると考えられる。

報告書

(5件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2018 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Water Diffusion in the Brain of Chronic Hypoperfusion Model Mice: A Study Considering the Effect of Blood Flow2018

    • 著者名/発表者名
      Urushihata Takuya、Takuwa Hiroyuki、 Seki Chie、 Tachibana Yasuhiko、Takahashi Manami、Jeff Kershaw、Takado Yuhei 、Aoki Ichio、Higuchi Makoto、Ito Hiroshi、Obata Takayuki
    • 雑誌名

      Magnetic Resonance in Medical Sciences

      巻: 17 号: 4 ページ: 318-324

    • DOI

      10.2463/mrms.mp.2017-0149

    • NAID

      130007496873

    • ISSN
      1347-3182, 1880-2206
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Comparison of diffusion-weighted MRI and anti-Stokes Raman scattering (CARS) measurements of the inter-compartmental exchange-time of water in expression-controlled aquaporin-4 cells2018

    • 著者名/発表者名
      Obata Takayuki、Kershaw Jeff、Tachibana Yasuhiko、Miyauchi Takayuki、Abe Yoichiro、Shibata Sayaka、Kawaguchi Hiroshi、Ikoma Yoko、Takuwa Hiroyuki、Aoki Ichio、Yasui Masato
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 8 号: 1 ページ: 17954-17954

    • DOI

      10.1038/s41598-018-36264-9

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Comparison of Glass Capillary Plates and Polyethylene Fiber Bundles as Phantoms to Assess the Quality of Diffusion Tensor Imaging2018

    • 著者名/発表者名
      Tachibana, A. Tachibana, Y. Kershaw, J. Sano, H. Fukushi, M. Obata, T.
    • 雑誌名

      Magnetic Resonance in Medical Sciences

      巻: 17 号: 3 ページ: 251-258

    • DOI

      10.2463/mrms.mp.2017-0079

    • NAID

      130007403776

    • ISSN
      1347-3182, 1880-2206
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Diffusion-tensor-based method for robust and practical estimation of axial and radial diffusional kurtosis.2016

    • 著者名/発表者名
      Tachibana, Y., T. Obata, et al.
    • 雑誌名

      European Radiology

      巻: 26 号: 8 ページ: 2559-2566

    • DOI

      10.1007/s00330-015-4038-z

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 教育講演E6-1 DWI信号の常識と非常識2018

    • 著者名/発表者名
      小畠隆行
    • 学会等名
      第46回日本磁気共鳴医学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Multi-b and multi-diffusion-time DWIを用いた脳腫瘍マウスにおけるコンパートメント間水交換の定量的評価2018

    • 著者名/発表者名
      今泉晶子
    • 学会等名
      第46回日本磁気共鳴医学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Correlation between DWI bi-exponential estimates and PET hypoxia imaging activities in head and neck carcinoma. (優秀大会長賞受賞)2016

    • 著者名/発表者名
      Akiko Imaizumi, Takayuki Obata, Masayuki Inubushi, Mitsuru Koizumi, Kyosan Yoshikawa, Ming-Rong Zhang, Katsuyuki Tanimoto, Rintaro Harada, Takashi Uno, Tsuneo Saga
    • 学会等名
      第44回日本磁気共鳴医学会大会
    • 発表場所
      さいたま市大宮区
    • 年月日
      2016-09-09
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] A quantitative measurement of the cell membrane water permeability of expression-controlled AQP4 cells with diffusion weighted MRI.2016

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Obata1, Jeff Kershaw2, Yasuhiko Tachibana1, Youichiro Abe3, Sayaka Shibata2, Yoko Ikoma2, Hiroshi Kawaguchi4, Ichio Aoki2, and Masato Yasui3
    • 学会等名
      ISMRM 24th Annual Meeting & Exhibition
    • 発表場所
      Suntec Singapore, Singapore
    • 年月日
      2016-05-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Diffusion-weighted imaging with multiple diffusion time to assess water-exchange between restricted and hindered diffusion components in vivo.2016

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiko Tachibana1,2, Takayuki Obata1,2, Hiroki Tsuchiya1, Tokuhiko Omatsu1,2, Riwa Kishimoto1,2, Thorsten Feiweier3, and Hiroshi Tsuji1
    • 学会等名
      ISMRM 24th Annual Meeting & Exhibitio
    • 発表場所
      Suntec Singapore, Singapore
    • 年月日
      2016-05-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 細胞膜の水透過性を臨床的に評価するための撮像・解析法に関する検討(最優秀賞受賞)2015

    • 著者名/発表者名
      立花 泰彦, 小畠 隆行, 土屋 洋貴, 尾松 徳彦, 岸本 理和, 鎌形 康司, 堀 正明, 青木 茂樹, 井上 登美夫
    • 学会等名
      第43回日本磁気共鳴医学会大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2015-09-10
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 拡散エンコード数, 画像ノイズ程度に応じた拡散尖度画像計算法の選択2015

    • 著者名/発表者名
      立花 泰彦, 小畠 隆行, 土屋 洋貴, 尾松 徳彦, 岸本 理和, 辻 比呂志
    • 学会等名
      第43回日本磁気共鳴医学会大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2015-09-10
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] グループホームページ(Applied MRI Research, AMR)

    • URL

      https://www.nirs.qst.go.jp/rd/structure/rccpt/amr-diag/index.php

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] AQP4 expression and diffusion measurement by MRI

    • URL

      http://www.nirs.qst.go.jp/amr_diag/

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] 量研機構 放医研 医工連携画像研究チームHP

    • URL

      http://www.nirs.qst.go.jp/amr_diag/

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書 2015 実績報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2020-03-30  

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