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多重共鳴MRI技術の拡張による双極性ポリマープローブの粒子径イメージング法の構築

研究課題

研究課題/領域番号 19H02852
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37030:ケミカルバイオロジー関連
研究機関徳島大学

研究代表者

山田 久嗣  徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(生物資源産業学域), 准教授 (80512764)

研究分担者 今井 宏彦  京都大学, 情報学研究科, 助教 (40506466)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2023年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2022年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2021年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2020年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2019年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
キーワード分子イメージング / 双極性ポリマープローブ / 多重共鳴NMR / MRI / EPR効果 / 多重共鳴MRI / 生体適合性ポリマー / 多重共鳴NMR/MRI / 双極性ポリマー / EPR高価 / 分子プローブ
研究開始時の研究の概要

本研究では、「多重共鳴 NMR/MRI 法」を展開・拡張して、双極性ポリマープローブの粒子径を画像解析できる革新的な磁気共鳴イメージング技術の研究基盤を確立する。本手法を用いて詳細な解析を行い、安定同位元素を集積した新規双極性ポリマープローブの腫瘍指向性・体内動態に及ぼす双性イオン対の構造的影響を明らかにする。これにより、高い腫瘍指向性を発揮する双極性ポリマープローブの包括的な分子設計戦略を打ち出すことを目指す。

研究成果の概要

生体内でポリマープローブの粒子径を適切に制御することは、腫瘍イメージングや薬物送達における共通の重要な課題である。本研究では、多重共鳴拡散NMRに焦点を当て、生体夾雑下における13C-ラベル化双極性ポリマープローブの粒子径解析に適用した。その結果、多重共鳴拡散NMRにより、生体夾雑下におけるプローブそのものの拡散係数と粒子径を選択的に解析できることを明らかにした。さらに,本手法を拡散強調多重共鳴MRIに応用したところ,13C-ラベル化ホスホリルコリンポリマーの拡散係数を選択的に画像化可能であることを示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

生体適合性に優れた合成ポリマーは、腫瘍イメージングプローブや薬物送達キャリアの分子骨格として活発に研究されてきたが、生体適合性ポリマーの腫瘍指向性と生体内で誘起される粒子径変化との関係については、未だ不明な点が多い。生体適合性ポリマープローブ “そのもの” の粒子径変化を生体内で解析することができれば、腫瘍指向性の高いプローブの論理的かつ合理的な分子設計指針の確立に繋がる。本研究で開発した手法により、13C核でラベルした双極性ポリマープローブの拡散係数を選択的に解析して粒子径に換算することに成功し、生体夾雑物の中からプローブ自身の粒子径変化の解析が実現可能となった。

報告書

(6件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Development of a Novel Acetyl Glucose-Modified Gefitinib Derivative to Enhance the Radiosensitizing Effect2021

    • 著者名/発表者名
      Hirari Yamahana, Yukari Kunieda, Masahide Tominaga, Hisatsugu Yamada, and Yoshihiro Uto
    • 雑誌名

      Bioorg. Med. Chem.

      巻: 29 ページ: 115889-115889

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structure-activity Relationships of UTX-121 Derivatives for the Development of Novel Matrix Metalloproteinase-2/9 Inhibitors2021

    • 著者名/発表者名
      Hirari Yamahana, Yuki Komiya, Takahisa Takino, Yoshio Endo, Hisatsugu Yamada, Chikako Asada, and Yoshihiro Uto
    • 雑誌名

      Chem. Pharm. Bull.

      巻: 69 ページ: 1017-1028

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photoacoustic In Vivo 3D Imaging of Tumor Using a Highly Tumor-Targeting Probe under High-Threshold Conditions2020

    • 著者名/発表者名
      Hisatsugu Yamada, Natsuki Matsumoto, Takanori Komaki, Hiroaki Konishi, Yu Kimura, Aoi Son, Hirohiko Imai, Tetsuya Matsuda, Yasuhiro Aoyama, and Teruyuki Kondo
    • 雑誌名

      Sci. Rep.

      巻: 10 ページ: 19363-19363

    • NAID

      120006937531

    • 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] A Novel Celecoxib Analog UTX-121 Inhibits HT1080 Cell Invasion by Modulating Membrane-type 1 Matrix Metalloproteinase2019

    • 著者名/発表者名
      Hirari Yamahana, Takahisa Takino, Yoshio Endo, Hisatsugu Yamada, Takeshi Suzuki, and Yoshihiro Uto
    • 雑誌名

      Biochem. Biophys. Res. Commun.

      巻: 521 ページ: 137-144

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 安定同位元素ラベル化ホスホリルコリンポリマーと2-ニトロイミダゾールを複合化した新規放射線増感剤の創製2023

    • 著者名/発表者名
      神埜大軌・杉本大知・合田萌々花・宇都義浩・山田久嗣
    • 学会等名
      第103回日本化学会春季年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ホウ素中性子捕捉療法に有効な新規ホウ素薬剤送達システムの解析と11B MRIによる生体内ホウ素分布の可視化2023

    • 著者名/発表者名
      横山寛樹・三浦理紗子・山田久嗣・今井宏彦・木村祐・青山安宏・古矢修一・近藤輝幸
    • 学会等名
      日本バイオマテリアル学会関西ブロック 第17回若手研究発表
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] アミロイドβ凝集体存在下におけるシアニン系近赤外蛍光色素の光音響特性2022

    • 著者名/発表者名
      井上優季菜・山田久嗣・木村祐・青山安宏・三浦理紗子・近藤輝幸
    • 学会等名
      第16回日本分子イメージング学会学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 多重共鳴拡散NMRを利用した双性イオンポリマーの生体内分子サイズ解析2022

    • 著者名/発表者名
      村田淳一・岸田理沙・神埜大軌・宇都義浩・山田久嗣
    • 学会等名
      第102回日本化学会春季年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] In Vivo 3D Photoacoustic Imaging of Tumor Using a Near-infrared Dye-conjugated Polymer Probe under Hemoglobin-suppressing Conditions2021

    • 著者名/発表者名
      Nobuya Fujita, Hisatsugu Yamada, Takanori Komaki, Yu Kimura, Yasuhiro Aoyama, and Teruyuki Kondo
    • 学会等名
      The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies 2020
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 近赤外蛍光色素を導入した双極性ホスホリルコリンポリマープローブを用いた腫瘍の3次元光音響イメージング2021

    • 著者名/発表者名
      藤田展也・山田久嗣・青山安宏・木村祐・近藤輝幸
    • 学会等名
      第15回日本分子イメージング学会学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 化学交換飽和移動(CEST)MRIに有効な新規ホスホリルセリンポリマープローブ2021

    • 著者名/発表者名
      村上知広・山田久嗣・今井宏彦・青山安宏・木村祐・近藤輝幸
    • 学会等名
      第101回日本化学会春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 近赤外蛍光色素を導入した双極性ポリマープローブを用いる腫瘍の3次元光音響イメージング2021

    • 著者名/発表者名
      藤田展也・山田久嗣・青山安宏・木村祐・近藤輝幸
    • 学会等名
      第101回日本化学会春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 化学交換飽和移動(CEST)MRIに有効なホスホリルセリンポリマープローブ:側鎖ホスホリル基がCEST効果に及ぼす影響2020

    • 著者名/発表者名
      村上知広・山田久嗣・今井宏彦・青山安宏・木村祐・近藤輝幸
    • 学会等名
      第100回日本化学会春季年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 生体NMRイメージングの新展開:分子プローブ設計からのアプローチ2019

    • 著者名/発表者名
      山田久嗣
    • 学会等名
      (公社)高分子学会 19-2 NMR 研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 双極性ポリマープローブの生体内粒子径解析に向けた多重共鳴拡散NMRの利用2019

    • 著者名/発表者名
      岸田理沙・嶋田宏輝・山田久嗣・今井宏彦・宇都義浩
    • 学会等名
      2019年 日本化学会中国四国支部大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 化学交換飽和移動(CEST)MRIプローブとしての新規ホスホリルセリンポリマーの合成と機能評価2019

    • 著者名/発表者名
      村上知広・山田久嗣・今井宏彦・青山安宏・木村祐・近藤輝幸
    • 学会等名
      第58回 NMR討論会(2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 新規ホスホリルセリンポリマープローブの合成と化学交換飽和移動(CEST)MRIによる機能評価2019

    • 著者名/発表者名
      村上知広・山田久嗣・今井宏彦・青山安宏・木村祐・近藤輝幸
    • 学会等名
      第9回 CSJ化学フェスタ2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 生体内における双極性ポリマープローブの粒子径解析に向けた多重共鳴拡散NMRの利用2019

    • 著者名/発表者名
      岸田理沙・嶋田宏輝・山田久嗣・今井宏彦・宇都義浩
    • 学会等名
      第9回 CSJ化学フェスタ2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 近赤外色素を導入した 13C-標識ポリマープローブによる腫瘍内活性酸素種のイメージング2019

    • 著者名/発表者名
      松居悠太・小巻尚紀・山田久嗣・青山安宏・今井宏彦・木村祐・近藤輝幸
    • 学会等名
      第14回日本分子イメージング学会学術集会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [図書] In Vivo Drug Screening Method of Radiosensitizers Using Tumor-bearing Chick Embryo2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiro Uto, Chiaki Abe, Mana Futawaka, Hisatsugu Yamada, Masahide Tominaga, and Yoshio Endo
    • 総ページ数
      14
    • 出版者
      Elsevier
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2025-01-30  

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