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2019 年度 研究成果報告書

完全偏極を指向した超偏極希ガスMRIによる革新的肺機能診断システムの開発と応用

研究課題

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研究課題/領域番号 15H03006
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 生体医工学・生体材料学
研究機関大阪大学

研究代表者

木村 敦臣  大阪大学, 医学系研究科, 准教授 (70303972)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2020-03-31
キーワード完全偏極キセノン / 肺機能診断 / 難治性肺疾患 / 新薬探索 / ピルビン酸エチル
研究成果の概要

独自の連続フロー型超偏極キセノン(HPXe)製造装置をもとに、新たに開発した高出力・狭帯域レーザーを導入することで、XeのMRI感度を飛躍的に向上することに成功し、最高偏極率84%を達成した。これに基づいて、他に類を見ない小動物用HPXe MRI 肺機能診断システムを構築した。このシステムを利用して慢性閉塞性肺疾患や肺線維症など難治性肺疾患に対する前臨床評価を遂行し、新薬シードとしてピルビン酸エチル(EP)を見出した。さらにEPの作用機序を調査し、NF-kBの阻害を通じて傷害関連分子パターンであるHMGB1の発現を下方制御する事で、傷害組織の修復および肺機能の改善を示すことを明らかとした。

自由記述の分野

バイオイメージング

研究成果の学術的意義や社会的意義

準完全偏極Xe-MRIは肺機能診断の進展に大きく貢献するばかりでなく、慢性閉塞性肺疾患(COPD)や肺線維症など難治性肺疾患の新たな薬物治療戦略の確立に資する。これまで、これらの疾患では有効な薬物の開発が困難であったが、これは肺機能評価系の構築が難しかったことによる。これに対して、呼吸によって肺に取り込まれた超偏極Xe の特徴的な動態を解析する事でユニークな肺機能評価法を提供できた。また、本手法が肺疾患の前臨床評価に有効である事を実証し、新薬シードとしてピルビン酸エチルを見出した。本研究によって、診断の高精細化および新たな治療法の開発を図るうえで意義深い成果を残すことができた。

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公開日: 2021-02-19  

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