化学交換飽和移動MRIを用いた無侵襲な脳内薬剤濃度画像化技術開発と疾病応用

• 研究課題/領域番号: 16K15574
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 放射線科学
• 研究機関: 新潟大学
• 研究代表者: 五十嵐 博中 新潟大学, 脳研究所, 教授 (20231128)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円); 2018年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2017年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2016年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
• キーワード: MRI / CEST / 薬剤モニタリング / 脳虚血 / 神経機能画像学 / 磁気共鳴学

研究成果の概要

本研究の目的では、標的分子と水のプロトン交換量を画像化する新しい原理に基づいた分子イメージングMRI(CEST MRI)により、脳組織内の薬剤濃度分布を画像化してモニタリングする全く新しい組織薬剤モニタリング手法を開発し、脳梗塞モデル治療効果モニタリングへの応用を行った。CEST MRIを用いることにより、Frufenamic acid (FA)の脳内濃度の経時的な観察が可能となった。薬剤効果の検証に関しては虚血前投与で認められるFAの神経細胞保護効果が虚血導入後投与では減弱しており、これは虚血後のFAの虚血脳への移行が妨げられていることによることが本手法にて確認された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本手法の開発により、薬剤動態の解析により標的とする組織集積性のもっとも高い薬剤投与方法の個人ごとの評価が可能となり「オーダーメード投薬」への道が開けると共に、新規治療法の開発への応用等、薬剤治療法の最適化に大きな効果が期待できる。

研究成果

• [雑誌論文] Visualizing the Distribution of Matrix Metalloproteinases in Ischemic Brain Using In Vivo 19F-Magnetic Resonance Spectroscopic Imaging (2019)
  • 著者名/発表者名: Huber Vincent J.、Igarashi Hironaka、Ueki Satoshi、Terumitsu-Tsujita Mika、Nito Chikako、Ohno Ken、Suzuki Yuji、Itoh Kosuke、Kwee Ingrid L.、Nakada Tsutomu
  • 雑誌名: Contrast Media & Molecular Imaging 巻: 2019 ページ: 1-8
  • DOI: 10.1155/2019/8908943
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Aquaporin-4 facilitator TGN-073 promotes interstitial fluid circulation within the blood?brain barrier (2018)
  • 著者名/発表者名: Huber Vincent J.、Igarashi Hironaka、Ueki Satoshi、Kwee Ingrid L.、Nakada Tsutomu
  • 雑誌名: NeuroReport 巻: 29 号: 9 ページ: 697-703
  • DOI: 10.1097/wnr.0000000000000990
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Reliable diagnosis of IDH-mutant glioblastoma by 2-hydroxyglutarate detection: a study by 3-T magnetic resonance spectroscopy. (2018)
  • 著者名/発表者名: Natsumeda M, Motohashi K, Igarashi H, Nozawa T, Abe H, Tsukamoto Y, Ogura R, Okada M, Kobayashi T, Aoki H, Takahashi H, Kakita A, Okamoto K, Nakada T, Fujii Y.
  • 雑誌名: Neurosurg Rev 巻: 41 号: 2 ページ: 641-647
  • DOI: 10.1007/s10143-017-0908-y
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Magnetic Resonance Imaging of Neurotransmitter-Related Molecules (2017)
  • 著者名/発表者名: Igarashi Hironaka、Ueki Satoshi、Ohno Ken、Ohkubo Masaki、Suzuki Yuji
  • 雑誌名: 日医大誌 巻: 84 号: 4 ページ: 160-164
  • DOI: 10.1272/jnms.84.160
  • NAID: 130006140098
  • ISSN: 1345-4676, 1347-3409
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Slow Accumulations of Neural Activities in Multiple Cortical Regions Precede Self-Initiation of Movement: An Event-Related fMRI Study (2017)
  • 著者名/発表者名: Sakata H, Itoh K, Suzuki Y, Nakamura K, Watanabe M, Igarashi H, Nakada T.
  • 雑誌名: eNeuro. 巻: 4 号: 5 ページ: ENEURO.0183-17.2017
  • DOI: 10.1523/eneuro.0183-17.2017
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Aquaporin-4 Functionality and Virchow-Robin Space Water Dynamics: Physiological Model for Neurovascular Coupling and Glymphatic Flow (2017)
  • 著者名/発表者名: Nakada Tsutomu、Kwee Ingrid、Igarashi Hironaka、Suzuki Yuji
  • 雑誌名: Int J Mol Sci. 巻: 18 号: 8 ページ: 1798-1798
  • DOI: 10.3390/ijms18081798
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Maturational decrease of glutamate in the human cerebral cortex from childhood to young adulthood: a 1H-MR spectroscopy study. (2017)
  • 著者名/発表者名: Shimizu M, Suzuki Y, Yamada K, Ueki S, Watanabe M, Igarashi H, Nakada T.
  • 雑誌名: Pediatr Res 巻: 82 号: 5 ページ: 749-752
  • DOI: 10.1038/pr.2017.101
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sleep Apnea in Multiple System Atrophy of Cerebellar Type: A 3.0 T MRS/Volumetry Pilot Study (2017)
  • 著者名/発表者名: Takado Y, Terajima K, Shimohata T, Nakayama H, Watanabe M, Okamoto K, Ozawa T, Nishizawa M, Kwee IL, Igarashi H, .Nakada T
  • 雑誌名: eNeurologicalSci 巻: 6 ページ: 6-8
  • DOI: 10.1016/j.ensci.2016.10.002
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Maturational decrease of glutamate in the human cerebral cortex from childhood to young adulthood: A 1H-MR spectroscopy study (2017)
  • 著者名/発表者名: Shimizu M, Suzuki Y, Yamada K, Ueki S, Watanabe M, Igarashi H, Nakada T
  • 雑誌名: Pediatr Res 巻: 27 号: 1 ページ: 29-32
  • DOI: 10.1111/jon.12380
  • 査読あり
• [学会発表] MMP特異的19Fトレーサーの開発と虚血性脳血管障害モデルへの応用 (2019)
  • 著者名/発表者名: 五十嵐 博中
  • 学会等名: 脳卒中学会