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マルチファンクション電子・核磁気共鳴イメージング法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 18KK0304
研究種目

国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B))

配分区分基金
審査区分 中区分90:人間医工学およびその関連分野
研究機関北海道大学

研究代表者

平田 拓  北海道大学, 情報科学研究院, 教授 (60250958)

研究分担者 市川 和洋  長崎国際大学, 薬学部, 教授 (10271115)
榎本 彩乃  長崎国際大学, 薬学部, 講師 (30826186)
研究期間 (年度) 2018-10-09 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2021年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2020年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2019年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2018年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
キーワード磁気共鳴イメージング / 電子スピン / 核スピン / pH / 酸素分圧 / 酸化還元状態 / 電子スピン共鳴 / オーバーハウザーMRI / 腫瘍 / レドックス / 酸素 / 核磁気共鳴 / 共振器 / オーバーハウザー効果 / イメージング
研究成果の概要

本課題では、米国ウエストバージニア大学のKhramtsov教授グループと共に、核スピンおよび電子スピンの磁気共鳴分光技術を用いて生体組織の酸素分圧、細胞外pH、酸化還元状態を可視化するイメージング技術の進展に取り組んだ。
具体的には、悪性腫瘍の生物学的情報を可視化することを目標に、核スピンおよび電子スピンによる個別のイメージング技術の開発を日本国内で進めた。開発したイメージング技術の検証実験を行い、開発したイメージング技術が実現可能性を有していることを示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本課題の学術的意義は、悪性腫瘍の生物学的情報を多面的な方法を用いて可視化する技術を開発することにある。個別のイメージング技術で多種類の情報を同時に可視化することは一般的に困難であるため、電子スピンおよび核スピンによる複数のイメージング技術の開発に取り組んだ。また、悪性腫瘍を多面的に可視化できるイメージング技術は、悪性腫瘍とその治療に関連する研究に貢献することができる。そのため、日本国内で死亡原因の一位である悪性腫瘍の研究に、イメージング技術の面から貢献するところに社会的意義がある。

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 3件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 7件、 招待講演 4件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] West Virginia University(米国)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] West Virginia University(米国)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] West Virginia University(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] ウエストバージニア大学(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] RF/Microwave Resonators for Preclinical and Clinical EPR Applications: Current Status and Challenges2021

    • 著者名/発表者名
      Hirata Hiroshi、Swartz Harold M.
    • 雑誌名

      Applied Magnetic Resonance

      巻: 53 号: 1 ページ: 167-191

    • DOI

      10.1007/s00723-021-01413-3

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Redox-sensitive mapping of a mouse tumor model using spares projection sampling of electron paramagnetic resonance2021

    • 著者名/発表者名
      K. Kimura, N. Iguchi, H. Nakano, H. Yasui, S. Matsumoto, O. Inanami, H. Hirata
    • 雑誌名

      Antioxidants and Redox Signaling

      巻: - 号: 1-3 ページ: 57-69

    • DOI

      10.1089/ars.2021.0003

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] In vitro simultaneous mapping of the partial pressure of oxygen, pH and inorganic phosphate using electron paramagnetic resonance2020

    • 著者名/発表者名
      A. Taguchi, S. DeVience, B. Driesschaert, V. V. Khramtsov, H. Hirata
    • 雑誌名

      The Analyst

      巻: 145 号: 9 ページ: 3236-3244

    • DOI

      10.1039/d0an00168f

    • NAID

      120007032611

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] EPR-based pH measurements using multiple harmonic detections2021

    • 著者名/発表者名
      R. Nakaoka and H. Hirata
    • 学会等名
      22nd International Society of Magnetic Resonance Conference (ISMAR)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Simultaneous mapping of the partial pressure of oxygen, pH and inorganic phosphate using electron paramagnetic resonance2021

    • 著者名/発表者名
      A. Taguchi, S. DeVience, B. Driesschaert, V. V. Khramtsov, and H. Hirata
    • 学会等名
      22nd International Society of Magnetic Resonance Conference (ISMAR)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Simultaneous mapping of the partial pressure of oxygen and pH using electron paramagnetic resonance2021

    • 著者名/発表者名
      H. Hirata
    • 学会等名
      Modern Development of Magnetic Resonance 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Simultaneous mapping of the partial pressure of oxygen, pH and inorganic phosphate using electron paramagnetic resonance: in vitro experiments2021

    • 著者名/発表者名
      A. Taguchi, S. DeVience, B. Driesschaert, V. V. Khramtsov, and H. Hirata
    • 学会等名
      International Society on Oxygen Transport to Tissue 2021 (ISOTT 2021)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 圧縮センシングによる3次元CW-EPRイメージングの画像品質評価2020

    • 著者名/発表者名
      木村洸太, 平田拓
    • 学会等名
      第59回電子スピンサイエンス学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] マルチハーモニックデジタル位相検波法による750 MHz EPR分光装置の高感度化2020

    • 著者名/発表者名
      中岡梨々子, 平田拓
    • 学会等名
      第59回電子スピンサイエンス学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] In vivo three-dimensional extracellular pH mapping of tumors using EPR2019

    • 著者名/発表者名
      H.Hirata
    • 学会等名
      21st ISMAR - 15th EUROMAR Joint Conference
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] In vivo extracellular pH mapping of tumor mouse models using EPR2019

    • 著者名/発表者名
      D. A. Komarov, Y. Ichikawa, K. Yamamoto, N. J. Stewart, S. Matsumoto, H. Yasui, I. A. Kirilyuk, V. V. Khramtsov, O. Inanami, H. Hirata
    • 学会等名
      XI-th Conference of the European Federation of EPR groups
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Recent Progress in 3D Extracellular pH mapping of Tumors using EPR2019

    • 著者名/発表者名
      H. Hirata
    • 学会等名
      International Conference Magnetic Resonance: Current state and future perspectives (EPR-75)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] OMRI可視化範囲拡大のための多チャンネルEPR励起用コイルアレイの開発2019

    • 著者名/発表者名
      榎本彩乃, 市川和洋
    • 学会等名
      第58回電子スピンサイエンス学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [備考] The Catalyst

    • URL

      https://medicine.hsc.wvu.edu/media/366018/catalyst-w2018s2019.pdf

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2018-10-12   更新日: 2023-01-30  

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