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PETによる炎症から石灰化に至る変化の観察:プラーク破綻予測・新規治療標的の検索

研究課題

研究課題/領域番号 21K07711
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52040:放射線科学関連
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

中原 健裕  慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 特任講師 (00599540)

研究分担者 陣崎 雅弘  慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 教授 (80216259)
岩渕 雄  慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 講師 (90573262)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2024年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2023年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワードatherosclerosis / NaF / FDG / PET / CT / calcification / microcalcification / micro calcification
研究開始時の研究の概要

本研究の目的は、動物モデルにおいて、同一個体の同一プラークの炎症・microcalcificationから石灰化に至る経時的変化を18F-FDG(炎症マーカー)、18F-NaF(microcalcificationマーカー)を用いて観察し、動脈硬化の進展過程を明らかにする事である。その為に
イ. 動物モデルを作成し炎症・microcalcification・石灰化の経時的変化をμPET-CTで観測する。
ロ. トレーサー取り込みを画像化後、病理学的に評価・確認をする。
ハ. 薬剤による石灰化の進展効果もしくは抑制効果との関連性を検討する。
を行う。

研究実績の概要

不安定プラークの破綻は、急性冠症候群を引き起こし、心臓突然死の原因となる。治療法の進歩により死亡率は低下しつつあるが、心不全などの合併症を引き起こし、その後の死亡率上昇や生活の質の著しい低下を生じるので、発症自体を予防できることが望ましい。
我々は、不安定プラークおよびその破綻において炎症・microcalcification・石灰化が重要な役割を示すことを示してきた。本研究は、不安定プラークの特徴である炎症・microcalcificationの同一個体・同一プラークにおける経時的変化を、分子イメージングで非侵襲的に観察することで、急性冠症候群の予兆と考えられる事象を経時的に明らかにし、これらの把握による発症予測の可能性、および治療薬による動脈硬化プロセスに与える影響を検討することである。
申請後に発表された論文「Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2021 41 e185 Xian JZ. Statin Effects on Vascular Calcification」において、ApoEノックアウトマウスの生後55週齢から76週齢における大動脈石灰化の観察を行い、石灰化の顕著な増加を観察し、スタチンが石灰化を抑制することが示されていた。今回のわれわれの検討でも、観察期間を延ばした方がより明確な石灰化を観察できることが見込またので、観察期間を刺激後80週程度まで延長して行っている。
当施設にある動物用PET画像再構成には1scanあたり6時間かかる為、機械に不具合が出ない程度の負荷量になるような頻度で、これまで撮影したデータの連続再構成を行った。データは再構成画像のデータをワークステーション上でdicom形式に撮影毎に変更し、撮影毎のdicomeデータを外部出力し、解析用ワークステーションに取り込ませ、撮影毎のデータを解析を行っている。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

申請後に発表された論文「Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2021 41 e185 Xian JZ. Statin Effects on Vascular Calcification」において、ApoEノックアウ
トマウスの生後55週齢から76週齢における大動脈石灰化の観察を行い、石灰化の顕著な増加を観察し、スタチンが石灰化を抑制することが示されていた。よって今回の検討でも観察期間を長くとり、期間が当初の予定より最大7-8か月延長するので、結果が出るまで7-8か月は遅延することになった。
変更後に予定していたマウスの実験・撮影は終わり、画像解析後に、病理学的検討・追加実験を計画していた。ところが、2023年6月にマイクロPET装置の基盤の故障で、画像の閲覧・出力も含めて、装置自体が一切使用できなくなった。マイクロPETを管理している部門が半年以上をかけて世界中から基盤を取り寄せ、ようやくこの春に基盤の修理が完了した。その後、マイクロPET装置メーカーに依頼し、装置全体の修理が完了した。
今後は画像を再構成後、サーバ-に転送、そしてサーバーから出力し、別室の解析装置にデータを移して画像解析を行う。そして、画像解析後に、病理学的検討を行っていく所存である。

今後の研究の推進方策

申請後に発表された論文にならい、生後18か月後程度まで観察期間を長くとり、NaF/FDG/石灰化の関係を観察している。これまで終了したマウスの撮影のデータを解析装置へ移動し、解析を行う、すなわち再構成画像のデータをワークステーション上でdicom形式に撮影毎に変更、撮影毎のdicomeデータを外部出力し、解析用ワークステーションに取り込ませ、撮影毎のデータを解析を行う予定である。
また、固定した検体に対して病理学的検討も行い、必要に応じて追加実験を行う予定である。

報告書

(3件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2024 2023 2022

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

  • [雑誌論文] Assessment of Myocardial <sup>18</sup>F-FDG Uptake at PET/CT in Asymptomatic SARS-CoV-2?vaccinated and Nonvaccinated Patients2023

    • 著者名/発表者名
      Nakahara Takehiro、Iwabuchi Yu、Miyazawa Raita、Tonda Kai、Shiga Tohru、Strauss H. William、Antoniades Charalambos、Narula Jagat、Jinzaki Masahiro
    • 雑誌名

      Radiology

      巻: 308 号: 3

    • DOI

      10.1148/radiol.230743

    • 関連する報告書
      2023 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] Impact of patient characteristic factors on the dynamics of liver glucose metabolism: Evaluation of multiparametric imaging with dynamic whole‐body <sup>18</sup>F‐fluorodeoxyglucose‐positron emission tomography2023

    • 著者名/発表者名
      Tonda Kai、Iwabuchi Yu、Shiga Tohru、Owaki Yoshiki、Fujita Arashi、Nakahara Takehiro、Sakurai Ryosuke、Shimizu Atsushi、Yamada Yoshitake、Okada Masahiro、Jinzaki Masahiro
    • 雑誌名

      Diabetes, Obesity and Metabolism

      巻: 25 号: 12 ページ: 3521-3528

    • DOI

      10.1111/dom.15247

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Anatomical cardiac and electrocardiographic axes correlate in both upright and supine positions: an upright/supine CT study2023

    • 著者名/発表者名
      Norimatsu Togo、Nakahara Takehiro、Yamada Yoshitake、Yokoyama Yoichi、Yamada Minoru、Narita Keiichi、Jinzaki Masahiro
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 13 号: 1 ページ: 18170-18170

    • DOI

      10.1038/s41598-023-45528-y

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Vulnerable Plaque Imaging2023

    • 著者名/発表者名
      Takehiro Nakahara, H William Strauss, Jagat Narula, Mahahiro Jinzaki
    • 雑誌名

      Semin Nucl Med .

      巻: 53 号: 2 ページ: 230-240

    • DOI

      10.1053/j.semnuclmed.2022.08.009

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Estimating right atrial pressure using upright computed tomography in patients with heart failure2022

    • 著者名/発表者名
      Fukuoka Ryoma、Yamada Yoshitake、Kataoka Masaharu、Yokoyama Yoichi、Yamada Minoru、Narita Keiichi、Nakahara Takehiro、Fukuda Keiichi、Jinzaki Masahiro
    • 雑誌名

      European Radiology

      巻: in press 号: 6 ページ: 4073-4081

    • DOI

      10.1007/s00330-022-09360-8

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書 2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Accuracy of ultra-high-resolution computed tomography with a 0.3-mm detector for quantitative assessment of coronary artery stenosis grading in comparison with conventional computed tomography: A phantom study2022

    • 著者名/発表者名
      Minoru Yamada, Yoshitake Yamada, Takehiro Nakahara, Shigeo Okuda, Takayuki Abe, Sachio Kuribayashi, Masahiro Jinzaki
    • 雑誌名

      J Cardiovasc Comput Tomogr .

      巻: 16 号: 3 ページ: 239-244

    • DOI

      10.1016/j.jcct.2021.11.011

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 核医学領域における vulnerable plaque評価2024

    • 著者名/発表者名
      中原健裕
    • 学会等名
      第34回日本心血管画像動態学会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] COVID-19 vaccination increases myocardial 18F-FDG uptake.2024

    • 著者名/発表者名
      Takehiro Nakahara , Yu Iwabuchi, Raita Miyazawa, Kai Tonda, Tohru Shiga, H William Strauss, Charalambos Antoniades, Jagat Narula, Masahiro Jinzaki
    • 学会等名
      第88回日本循環器学会学術集会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] molecular imaging for vulnerable plaque2023

    • 著者名/発表者名
      Takehiro Nakahara
    • 学会等名
      PCI Optimization by Physiology And Imaging 2023
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 臥位から立位への体位変換に伴う大動脈弓性状の変化2023

    • 著者名/発表者名
      中原健裕、乗松東吾、山田祥岳、山田稔、横山陽一、成田啓一、 陣崎雅弘
    • 学会等名
      第64回日本脈管学会学術総会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Upright CT assess saphenous vein valve and potentially improve graft assessment for bypass surgery.2023

    • 著者名/発表者名
      Takehiro Nakahara, Minoru Yamada, Yoichi Yokoyama, Yoshitake Yamada, Keiichi Narita, Nobuaki Imanishi, Masataka Yamazaki, Hideyuki Shimizu, Jagat Narula, Masahiro Jinzaki
    • 学会等名
      The 87th Annual Scientific Meeting of the Japanse Circulation Society
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] molecular imaging for vulnerable plaque2022

    • 著者名/発表者名
      中原健裕
    • 学会等名
      PCI Optimization by Physiology And Imaging 2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2024-12-25  

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