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臨床応用を目的とする酸素・代謝を指標とする新たな分子画像診断技術の国際共同開発

研究課題

研究課題/領域番号 20KK0253
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
研究機関岐阜大学

研究代表者

松尾 政之  岐阜大学, 大学院医学系研究科, 教授 (40377669)

研究分担者 兵藤 文紀  岐阜大学, 大学院医学系研究科, 教授 (10380693)
加藤 博基  岐阜大学, 大学院医学系研究科, 准教授 (70377670)
野田 佳史  岐阜大学, 医学部附属病院, 講師 (60643020)
川田 紘資  岐阜大学, 医学部附属病院, 准教授 (00585276)
河合 信行  岐阜大学, 医学部附属病院, 講師 (20724561)
田中 秀和  山口大学, 大学院医学系研究科, 教授 (30509782)
研究期間 (年度) 2020-10-27 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
18,720千円 (直接経費: 14,400千円、間接経費: 4,320千円)
2023年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2022年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2021年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2020年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード放射線治療 / MRI / 超偏極 / 超偏極MRI / 酸素イメージング / 代謝イメージング / DNP / 酸素 / イメージング / 分子画像診断 / 代謝
研究開始時の研究の概要

米国国立癌研究所のMurali博士らは独自のパルス型電子スピン共鳴画像装置を開発し、腫瘍組織内に低酸素と常酸素の時間的循環の存在を世界で初めて証明し新たな診断・治療ターゲットを創出した。また超偏極技術を早期に導入し、癌特有のエネルギー代謝を高感度に可視化する計測技術・検出器・画像処理アルゴリズムの開発研究を進めている。本国際共同研究では若手研究者の派遣を通じ、酸素イメージング装置開発の推進・アルゴリズムの改良、超偏極技術における画像処理技術、計測ノウハウ習得、臨床応用へ向けたトランスレーショナルリサーチを加速し、癌診療において酸素・エネルギー代謝に基づく治療効果の早期診断法へ展開する。

研究成果の概要

酸素・およびエネルギー代謝は生体の恒常性維持を司るとともに、様々な疾患や治療において鋭敏に変化するため、新たな病態画像診断のイメージングバイオマーカーとしての活用が期待されている。本研究では、米国国立癌研究所(NCI/NIH)のMurali博士らとの国際共同研究においてMRIの感度を10000倍以上増幅する溶解超偏極法を用いたがん代謝のイメージングおよび抗がん剤の早期薬効評価についての研究を推進し、ムラリグループらの造影剤プロトコルを応用し、膵がんモデルマウスにおける抗がん剤の効果についてMRIによる形態的な変化の前段階で検出できることを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

放射線や抗がん剤によるがん治療の効果を評価するにはMRIやCTなどを用いた解剖学的評価が常用されている。本研究で開発した早期薬効評価技術により、従来の方法に比べ飛躍的に早期に治療効果を評価できる可能性があり、がん治療の選択肢の拡充やQOLの向上に貢献すると考えられる。

報告書

(5件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (11件) (うち国際共著 4件、 査読あり 11件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 6件、 招待講演 4件)

  • [雑誌論文] Deuterium Magnetic Resonance Imaging Using Deuterated Water-Induced 2H-Tissue Labeling Allows Monitoring Cancer Treatment at Clinical Field Strength2024

    • 著者名/発表者名
      1.Hirofumi Asano, Fuminori Hyodo, Ryota Iwasaki, Yoshifumi Noda, Hiroki Kato, Koki Ichihashi, Hiroyuki Tomit, Masaharu Murata, Takashi Mori, Masayuki Matsuo
    • 雑誌名

      Clin. Cancer Res.

      巻: 29 号: 24 ページ: 5173-5182

    • DOI

      10.1158/1078-0432.ccr-23-1635

    • 関連する報告書
      2023 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] MRI characteristics for predicting histological subtypes in patients with uterine cervical adenocarcinoma2023

    • 著者名/発表者名
      Mori Takayuki、Kato Hiroki、Kawaguchi Masaya、Kanayama Tomohiro、Furui Tatsuro、Noda Yoshifumi、Hyodo Fuminori、Matsuo Masayuki
    • 雑誌名

      European Journal of Radiology

      巻: 158 ページ: 110612-110612

    • DOI

      10.1016/j.ejrad.2022.110612

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Continuous monitoring of postirradiation reoxygenation and cycling hypoxia using electron paramagnetic resonance imaging2022

    • 著者名/発表者名
      Kawai Tatsuya、Matsuo Masayuki、Takakusagi Yoichi、Saito Keita、Hyodo Fuminori、Devasahayam Nallathamby、Matsumoto Shingo、Kishimoto Shun、Yasui Hironobu、Yamamoto Kazutoshi、Krishna Murali C.
    • 雑誌名

      NMR in Biomedicine

      巻: 35 号: 10 ページ: 4783-4783

    • DOI

      10.1002/nbm.4783

    • 関連する報告書
      2022 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] MRI findings to differentiate musculoskeletal dedifferentiated liposarcoma from atypical lipomatous tumor2022

    • 著者名/発表者名
      Masaya Kawaguchi, Hiroki Kato, Kazuhiro Kobayashi, Tatsuhiko Miyazaki, Akihito Nagano, Yoshifumi Noda, Fuminori Hyodo, Masayuki Matsuo
    • 雑誌名

      Radiol Med

      巻: 127 号: 12 ページ: 1383-1389

    • DOI

      10.1007/s11547-022-01547-9

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spatiotemporal imaging of redox status using in vivo dynamic nuclear polarization magnetic resonance imaging system for early monitoring of response to radiation treatment of tumor2022

    • 著者名/発表者名
      Koyasu Norikazu、Hyodo Fuminori、Iwasaki Ryota、Eto Hinako、Elhelaly Abdelazim Elsayed、Tomita Hiroyuki、Shoda Shinichi、Takasu Masaki、Mori Takashi、Murata Masaharu、Hara Akira、Noda Yoshifumi、Kato Hiroki、Matsuo Masayuki
    • 雑誌名

      Free Radical Biology and Medicine

      巻: 179 ページ: 170-180

    • DOI

      10.1016/j.freeradbiomed.2021.12.311

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] <i>In Vivo</i> Dynamic Nuclear Polarization Magnetic Resonance Imaging for the Evaluation of Redox-Related Diseases and Theranostics2022

    • 著者名/発表者名
      Hyodo Fuminori、Eto Hinako、Naganuma Tatsuya、Koyasu Norikazu、Elhelaly Abdelazim Elsayed、Noda Yoshifumi、Kato Hiroki、Murata Masaharu、Akahoshi Tomohiko、Hashizume Makoto、Utsumi Hideo、Matsuo Masayuki
    • 雑誌名

      Antioxidants &amp; Redox Signaling

      巻: 36 号: 1-3 ページ: 172-184

    • DOI

      10.1089/ars.2021.0087

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Development of 20?cm sample bore size dynamic nuclear polarization (DNP)-MRI at 16?mT and redox metabolic imaging of acute hepatitis rat model2021

    • 著者名/発表者名
      Eto Hinako、Naganuma Tatuya、Nakao Motonao、Murata Masaharu、Elhelaly Abdelazim Elsayed、Noda Yoshifumi、Kato Hiroki、Matsuo Masayuki、Akahoshi Tomohiko、Hashizume Makoto、Hyodo Fuminori
    • 雑誌名

      Free Radical Biology and Medicine

      巻: 169 ページ: 149-157

    • DOI

      10.1016/j.freeradbiomed.2021.04.017

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Glucose transporter Glut1 controls diffuse invasion phenotype with perineuronal satellitosis in diffuse glioma microenvironment.2020

    • 著者名/発表者名
      Miyai M, Kanayama T, Hyodo F, Kinoshita T, Ishihara T, Okada H, Suzuki H, Takashima S, Wu Z, Hatano Y, Egashira Y, Enomoto Y, Nakayama N, Soeda A, Yano H, Hirata A, Niwa M, Sugie S, Mori T, Maekawa Y, Iwama T, Matsuo M, Hara A, Tomita H
    • 雑誌名

      Neurooncol Adv.

      巻: 30 号: 1 ページ: 06198-06198

    • DOI

      10.1093/noajnl/vdaa150

    • 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
  • [雑誌論文] Free radical imaging of endogenous redox molecules using dynamic nuclear polarisation magnetic resonance imaging2020

    • 著者名/発表者名
      Hyodo Fuminori、Ito Shinji、Eto Hinako、Elhelaly Abdelazim Elsayed、Murata Masaharu、Akahoshi Tomohiko、Utsumi Hideo、Matuso Masayuki
    • 雑誌名

      Free Radical Research

      巻: 14 号: 4 ページ: 1-9

    • DOI

      10.1080/10715762.2020.1859109

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Imaging of Hydroxyl-Radical Generation Using Dynamic Nuclear Polarization-Magnetic Resonance Imaging and a Spin-Trapping Agent2020

    • 著者名/発表者名
      Shoda Shinichi、Hyodo Fuminori、Tachibana Yoko、Kiniwa Mamoru、Naganuma Tatsuya、Eto Hinako、Koyasu Norikazu、Murata Masaharu、Matsuo Masayuki
    • 雑誌名

      Analytical Chemistry

      巻: 92 号: 21 ページ: 14408-14414

    • DOI

      10.1021/acs.analchem.0c02331

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of a novel molecular probe for the detection of liver mitochondrial redox metabolism2020

    • 著者名/発表者名
      Hosain Md. Zahangir、Hyodo Fuminori、Mori Takeshi、Takahashi Koyo、Nagao Yusuke、Eto Hinako、Murata Masaharu、Akahoshi Tomohiko、Matsuo Masayuki、Katayama Yoshiki
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 10 号: 1 ページ: 16489-16489

    • DOI

      10.1038/s41598-020-73336-1

    • 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
  • [学会発表] Usage of Dissolution Dynamic Nuclear Polarization Magnetic Resonance Spectroscopy Depicts Efficacy of Chemotherapeutic and Radiotherapeutic anticancer interferences2022

    • 著者名/発表者名
      'Abdelazim Elsayed Elhelaly, Fuminori Hyodo, Norikazu Koyasu, Hiroyuki Tomita, Masaharu Murata, Yoshifumi Noda, Hiroki Kato, Masayuki Matsuo
    • 学会等名
      ISMRT 31st Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Imaging tissue metabolism using dynamic nuclear polarization2022

    • 著者名/発表者名
      Fuminori Hyodo, Masayuki Matsuo
    • 学会等名
      Asia-Pacific EPR/ESR Symposium
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Early Assessment of Radiotherapy Efficacy in MIA PaCa-2 Cancer Model by Dissolution DNP-MRS2022

    • 著者名/発表者名
      Abdelazim Elsayed Elhelaly, Fuminori Hyodo, Norikazu Koyasu, Masayuki Matsuo
    • 学会等名
      日本放射線腫瘍学会第35回学術大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Dynamic Nuclear Polarization(DNP) MRI for imaging tissue metabolism Application of dissolution DNP and in vivo DNP to animal disease models2021

    • 著者名/発表者名
      Fuminori Hyodo, Masaharu Murata, Hinako Eto, Norikazu Koyasu, Ryota Iwasaki, Abdelazim Elhelaly, Takashi Mori, Yoshifumi Noda, Hiroki Kato, and Masayuki Matsuo
    • 学会等名
      ISMAR
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Application of Hyperpolarized 13C pyruvate MRS for early evaluation of anti-cancer treatment2021

    • 著者名/発表者名
      Abdelazim Elsayed Elhelaly, Fuminori Hyodo, Norikazu Koyasu, Hiroyuki Tomita, Masaharu Murata, Yoshifumi Noda, Hiroki Kato, Masayuki Matsuo
    • 学会等名
      AMSRM
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 量子イメージングの放射線治療への応用2021

    • 著者名/発表者名
      松尾政之
    • 学会等名
      第59回日本癌治療学会学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 量子スピンレドックス医療の創造2021

    • 著者名/発表者名
      松尾政之
    • 学会等名
      名古屋大学 未来社会創造機構 ナノライフシステム研究所 第9回NLSセミナー・GTRセミナー
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Noninvasive Redox Imaging of Tumor Redox Status for Early Detection of Radiation Response using in vivo DNP-MRI2020

    • 著者名/発表者名
      Koyasu N, Hyodo F, Shoda S, Iwasaki R, Tomita H, Takasu M, Mori T, Matsuo M
    • 学会等名
      Annual meeting of American Society for Radiation Oncology
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Visualization of free radical generation induced by radiation using dynamic nuclear polarization-MRI2020

    • 著者名/発表者名
      Koyasu N, Hyodo F, Iwasaki R, Iwasaki R, Mori T, Yamaguchi T, Matsuo M
    • 学会等名
      Annual meeting of American Society for Radiation Oncology
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 放射線診療における近未来 画像診断・IVR・放射線治療2020

    • 著者名/発表者名
      松尾政之
    • 学会等名
      第48回日本救急医学会総会・学術集会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2020-10-29   更新日: 2025-01-30  

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