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多核種同時撮影PETの実用化に向けたSc-44薬剤およびジェネレータの開発

研究課題

研究課題/領域番号 20K12704
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分90130:医用システム関連
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

福地 知則  国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, 研究員 (40376546)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード陽電子断層撮影法 / PET / 複数核種同時イメージング / Sc-44 / Ti-44 / RIジェネレータ / がん診断薬 / 複数核種 / ジェネレータ
研究開始時の研究の概要

陽電子断層撮影法(PET)は、放射性トレーサーの生体内分布を非侵襲的に可視化する手法で、疾患の臨床診断や新薬開発に広く利用されている。申請者は、複数のトレーサーを同時にイメージング可能なMulti-isotope PET(MI-PET)の開発を進めている。本研究は、具体的なアプリケーションを開発することでMI-PETの有用性を示し、将来の実用機開発の足掛かりとすることを目的としている。そのために、MI-PET用トレーサー核種であるSc-44で標識した新規のイメージング薬剤の開発、およびSc-44利用の汎用性を高めるためにTi-44を親核(半減期 59.1年)としたTi-44/Sc-44ジェネレータの開発を進める。

研究成果の概要

2種類のがん診断用トレーサーをがん疾患モデルマウスに同時投与し、開発中の複数トレーサー同時イメージングPET(MI-PET)によるイメージング実験を遂行した。その結果、2種類のトレーサーの動態を分単位の時間分解能で追跡することに成功した。これにより、MI-PETを使うことで、異なる薬剤の同一動物個体、同一条件下で直接比較が可能であることが示された。また、MI-PET使用の利便性を高めるために、MI-PET用核種Sc-44をオンサイトで供給可能なTi-44/Sc-44ジェネレータの製造を進め、数回の小動物イメージング実験の必要量である約8 MBqのTi-44の製造に成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

MI-PETは、我々が世界に先駆けて複数トレーサーの同時イメージングを可能とした装置であり、この手法の発展を先導することは、核医学イメージングの可能性を拡げる学術的意義があると考えている。本研究では、MI-PETの応用として、複数のがん診断薬の同一生体・同一条件下での直接比較を行い、詳細な動態解析が可能であることを明らかとした。本成果を足掛かりとしてMI-PETの実用化を推進することで、「キャリアーと薬剤の2重標識によるドラッグ・デリバリー・システムの検証」、「異なる疾患の同時診断」、「アルツハイマー病の多角的診断」など、他の手法では成し得ない新規の診断を創出する社会的意義がある。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Gamma-ray computed tomography system with a double-sided strip detector2023

    • 著者名/発表者名
      T. Fukuchi、S. Takeda、M. Katsuragawa、G. Yabu、S. Watanabe、T. Takahashi、Y. Watanabe
    • 雑誌名

      Journal of Instrumentation

      巻: 18 号: 01 ページ: P01030-P01030

    • DOI

      10.1088/1748-0221/18/01/p01030

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 生命の起源におけるアミノ酸の由来とβ崩壊2023

    • 著者名/発表者名
      福地 知則
    • 雑誌名

      Isotope News

      巻: 785 ページ: 28-31

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] Computational Study for Amino Acid Production from Carboxylic Acid via 14C β-decay2022

    • 著者名/発表者名
      Tomonori Fukuchi、Takashi Niwa、Takamitsu Hosoya、Yasuyoshi Watanabe
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 91 号: 6

    • DOI

      10.7566/jpsj.91.064301

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Synthesis of 44mSc-DOTA-TATE for multiple-isotope PET imaging2022

    • 著者名/発表者名
      T. Fukuchi, Y. Kanayama, A. Nambu, S. Usuda, Y. Shigekawa, Y. Wang, X. Yin, T. Yokokita, H. Haba, Y. Watanabe
    • 雑誌名

      RIKEN Accel. Prog. Rep.

      巻: 55 ページ: 142-142

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] Production of 44Ti via the 45Sc(p, 2n)44Ti reaction for 44Ti/44gSc generator development2022

    • 著者名/発表者名
      X. Yin, T. Fukuchi, Y. Watanabe, H. Haba
    • 雑誌名

      RIKEN Accel. Prog. Rep.

      巻: 55 ページ: 133-133

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] Image reconstruction method for dual-isotope positron emission tomography2021

    • 著者名/発表者名
      Fukuchi T.、Shigeta M.、Haba H.、Mori D.、Yokokita T.、Komori Y.、Yamamoto S.、Watanabe Y.
    • 雑誌名

      Journal of Instrumentation

      巻: 16 号: 01 ページ: P01035-P01035

    • DOI

      10.1088/1748-0221/16/01/p01035

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 離散ラドン変換の厳密解に基づくCT再構成画像のセグメンテーション処理に対する有効性の評価2022

    • 著者名/発表者名
      福地知則、高梨宇宙、澁谷仁寿、田村勝、野田茂穂、大竹淑恵、渡辺恭良
    • 学会等名
      第16回日本分子イメージング学会総会・学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Multiple isotope imaging systems and its applications2022

    • 著者名/発表者名
      Tomonori Fukuchi
    • 学会等名
      41st Annual Canadian Nuclear Society Conference
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Robotic computed tomography for 3D image reconstruction from omnidirectional projection data2022

    • 著者名/発表者名
      T. Fukuchi, T. Takanashi, Y. Otake, Y. Watanabe
    • 学会等名
      2022 IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 複数トレーサーPETを用いた異なるがん診断薬の直接比較2021

    • 著者名/発表者名
      福地知則、金山洋介、蔵地理代、中谷友香、羽場宏光、森大輝、横北卓也、小森有希子、山本誠一、渡辺恭良
    • 学会等名
      第15回日本分子イメージング学会総会・学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Sc-44m核を利用した複数トレーサーPET装置の開発2021

    • 著者名/発表者名
      福地知則
    • 学会等名
      新学術領域研究 『学術研究支援基盤形成』 短寿命RI供給プラットフォーム成果報告会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Titanium-44 phantom production and PET imaging for photon activation analysis2021

    • 著者名/発表者名
      T. Fukuchi, H. Kikunaga, H. Haba, S. Yamamoto, and Y. Watanabe
    • 学会等名
      2021 IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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