定量的磁化率マッピングを用いた膠芽腫の免疫微小環境の画像化の開発

• 研究課題/領域番号: 23K07160
• 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: 熊本大学
• 研究代表者: 平井 俊範 熊本大学, 大学院生命科学研究部(医), 教授 (40274724)
• 研究分担者: 工藤 與亮 北海道大学, 医学研究院, 教授 (10374232) ; 菰原 義弘 熊本大学, 大学院生命科学研究部(医), 教授 (40449921) ; 上谷 浩之 熊本大学, 大学院生命科学研究部(医), 特任講師 (80583046) ; 武笠 晃丈 熊本大学, 大学院生命科学研究部(医), 教授 (90463869)
• 研究期間 (年度): 2023-04-01 – 2026-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2023年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2025年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2024年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2023年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: 膠芽腫 / MRI / 定量的磁化率マップ / バイオマーカー / 微小免疫環境 / 腫瘍免疫 / 酸素摂取率

研究開始時の研究の概要

定量的磁化率マップは磁化率を定量化できるMRIの手法で、マクロファージの種類で信号が異なることが報告されている。また定量的磁化率マップは低酸素の環境を酸素摂取率で画像化できる。本研究では、悪性脳腫瘍の代表である膠芽腫において腫瘍周囲の免疫微小環境を最近開発されたマルチプレックスシステムを用いた病理解析と定量的磁化率マップから得られる磁化率値や酸素摂取率とを生体内および生体外に取り出した標本において比較検討する。膠芽腫周囲の免疫微小環境を定量的磁化率マップで画像化し、それによる腫瘍周囲免疫細胞の評価、治療効果などへの有用性を明らかにする。

研究実績の概要

本研究の目的は、膠芽腫をin vivoとex vivoにて定量的磁化率マップQSMを画像化し、最新手法であるマルチプレックス多重免疫染色法によるspatial解析を組み合わせて詳細に比較・評価することで、QSMが膠芽腫の免疫細胞応答等における微小環境評価の新たなバイオマーカーになるかどうかを明らかにすることである。
in vivoでの膠芽腫の評価において、膠芽腫患者5例の術前に頭部MRIをQSM撮像を行い、そのデータをコーネル大学に送り、定量磁化率マップと酸素摂取率（OEF）マップを作成した。通常のMRI画像（T1強調像、T2強調像、FLAIR画像、造影T1強調像）と定量磁化率マップと酸素摂取率（OEF）マップを比較検討し、造影される腫瘍部、腫瘍周囲の異常信号域における磁化率値や酸素摂取率を評価した。
ex vivoでの膠芽腫標本の評価において、患者から採取された膠芽腫検体をホルマリン固定後、アガロースゲルで満たした培養シャーレ内に固定し、マイクロコイルを用いて3T MRI 装置でQSM撮像を行い、コーネル大学との連携にて定量磁化率マップを作成した。その結果、微小な空気によりアーチファクトが多くみられ、評価が難しかった。標本から空気を取り除く工夫を行い、標本撮像を続ける予定である。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

患者から採取された膠芽腫検体をホルマリン固定後、アガロースゲルで満たした培養シャーレ内に固定し、マイクロコイルを用いて3T MRI 装置でQSM撮像を行い、コーネル大学との連携にて定量磁化率マップを作成した。その結果、微小な空気によりアーチファクトが多くみられた。標本から空気を取り除く工夫を行い、最適な標本撮像を行うのに時間がかかる印象である。

今後の研究の推進方策

標本から空気を取り除く工夫を行い、最適な標本撮像を行っていきたい。

研究成果

• [国際共同研究] コーネル大学(米国)