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最先端宇宙センサ技術で切り開く「がん幹細胞」の生体内可視化

研究課題

研究課題/領域番号 18H02700
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分50020:腫瘍診断および治療学関連
研究機関東京大学

研究代表者

武田 伸一郎  東京大学, カブリ数物連携宇宙研究機構, 特任助教 (80553718)

研究分担者 柳下 淳  東京大学, カブリ数物連携宇宙研究機構, 特任助教 (20626676)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2020年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2019年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
2018年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円)
キーワードがん幹細胞 / 放射線 / 半導体検出器 / 放射性プローブ / 半導体 / プローブ
研究成果の概要

本研究では、がん幹細胞をターゲットとした次世代の薬剤輸送システムの研究や、抗がん剤や放射線治療が生体内のがん幹細胞にもたらす効果の定量化を可能にするために、がん幹細胞の生体内での分布の可視化を実現する技術的基盤の創出を目指した。最先端の宇宙観測用の検出器技術を応用し、放射性同位体分布の三次元画像化を可能とする、小動物用イメージャーを完成させた。世界最高性能の感度と分解能を生かして、がんを移植した部位からリンパ節へと転移した1mmに満たない微小転移の検出に成功した。がん幹細胞性を備えた細胞が転移に寄与していることが示唆されており、がん幹細胞の生体内可視化の実現に向けて大きな一歩を踏み出した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

がん幹細胞の生体内での可視化技術は、GFPなどの蛍光たんぱく質を発現させたがん幹細胞の腫瘍表面における局所的な検出に止まっているのが現状で、腫瘍組織内部における分布にまで観測のメスは届いていない。腫瘍組織は、低酸素領域・有酸素領域・壊死領域等に分類される微小環境が入り乱れて構成されており、がん幹細胞の分布もまた非一様である。がん幹細胞をターゲットとした次世代の抗がん剤や放射線治療法の開発にとって、腫瘍内部におけるがん幹細胞分布の可視化は希求の技術である。本研究成果は、腫瘍内部のがん幹細胞分布の可視化にむけた、確かな光明をもたらすものである。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (5件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 4件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件)

  • [国際共同研究] The University of Arizona(米国)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] The University of Queensland(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] The University of Arizona(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] The University of Queensland(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] The University of Arizona(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Imaging of 99mTc-DMSA and 18F-FDG in humans using a Si/CdTe Compton camera2020

    • 著者名/発表者名
      Nakano Takashi、Sakai Makoto、Torikai Kota、Suzuki Yoshiyuki、Takeda Shin’ichiro、Noda Shin-ei、Yamaguchi Mitsutaka、Nagao Yuto、Kikuchi Mikiko、Odaka Hirokazu、Kamiya Tomihiro、Kawachi Naoki、Watanabe Shin、Arakawa Kazuo、Takahashi Tadayuki
    • 雑誌名

      Physics in Medicine & Biology

      巻: 65 号: 5 ページ: 05LT01-05LT01

    • DOI

      10.1088/1361-6560/ab33d8

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] X-ray Spectroscopy of Muonic Atoms Isolated in Vacuum with Transition Edge Sensors2020

    • 著者名/発表者名
      Okada S.、Azuma T.、Bennett D. A.、Caradonna P.、Doriese W. B.、Durkin M. S.、Fowler J. W.、Gard J. D.、Hashimoto T.、Hayakawa R.、Hilton G. C.、Ichinohe Y.、Indelicato P.、Isobe T.、Kanda S.、Katsuragawa M.、Kawamura N.、Kino Y., et al.
    • 雑誌名

      Journal of Low Temperature Physics

      巻: 20 号: 5-6 ページ: 445-451

    • DOI

      10.1007/s10909-020-02476-5

    • 関連する報告書
      2020 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] Origin of the in-orbit instrumental background of the Hard X-ray Imager onboard Hitomi2020

    • 著者名/発表者名
      Hagino K., Odaka H., Sato G., Sato T., and Terada Y.(39th), and other 40 authors
    • 雑誌名

      Journal of Astronomical Telescopes Instruments and Systems

      巻: 6 号: 04 ページ: 046003-046003

    • DOI

      10.1117/1.jatis.6.4.046003

    • 関連する報告書
      2020 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] Imaging and spectral performance of a 60μm pitch CdTe Double-Sided Strip Detector2020

    • 著者名/発表者名
      Furukawa Kento、Nagasawa Shunsaku、Glesener Lindsay、Katsuragawa Miho、Takeda Shin’ichiro、Watanabe Shin、Takahashi Tadayuki
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment

      巻: 978 ページ: 164378-164378

    • DOI

      10.1016/j.nima.2020.164378

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Development of a low-noise front-end ASIC for CdTe detectors2020

    • 著者名/発表者名
      Kawamura Tenyo、Orita Tadashi、Takeda Shin’ichiro、Watanabe Shin、Ikeda Hirokazu、Takahashi Tadayuki
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment

      巻: 982 ページ: 164575-164575

    • DOI

      10.1016/j.nima.2020.164575

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Probing entanglement in Compton interactions2019

    • 著者名/発表者名
      Peter Caradonna, David Reutens, Tadayuki Takahashi, Shinichiro Takeda, Viktor Vegh
    • 雑誌名

      Journal of Physics Communications

      巻: 3 ページ: 105005-105005

    • 関連する報告書
      2019 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] Double photon emission coincidence imaging with GAGG-SiPM Compton camera2018

    • 著者名/発表者名
      Uenomachi Mizuki、Mizumachi Yuki、Yoshihara Yuri、Takahashi Hiroyuki、Shimazoe Kenji、Yabu Goro、Yoneda Hiroki、Watanabe Shin、Takeda Shin’ichiro、Orita Tadashi、Takahashi Tadayuki、Moriyama Fumiki、Sugawara Hirotaka
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment

      巻: 印刷中 ページ: 161682-161682

    • DOI

      10.1016/j.nima.2018.11.141

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 超高分解能 CdTe-SPECT 試作機によるマルチプローブ生体イメージングへの展開2019

    • 著者名/発表者名
      柳下淳
    • 学会等名
      日本分子イメージング学会: 第 14 回総会学術集会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 超高分解能マルチプローブ CdTe SPECT 装置の開発2019

    • 著者名/発表者名
      武田伸一郎
    • 学会等名
      日本分子イメージング学会: 第 14 回総会学術集会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] CdTe検出器を用いた硬X線イメージング研究2019

    • 著者名/発表者名
      武田伸一郎
    • 学会等名
      The 2nd Workshop on Quantum Beam Imaging
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 高性能ガンマ線3次元イメージングを目指したCdTe SPECT装置の検出器応答の研究2019

    • 著者名/発表者名
      薮悟朗
    • 学会等名
      応用物理学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Toward a new frontier for in-vivo cancer researches, at Kavli IPMU2019

    • 著者名/発表者名
      Shin'ichiro Takeda
    • 学会等名
      Interdisciplinary approach of applying cutting-edge technologies at the frontier of cancer research
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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