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2019 年度 実施状況報告書

最先端スピン共鳴画像技術と新規化学放射線療法に基づくがん個別化医療のモデル研究

研究課題

研究課題/領域番号 17K01363
研究機関国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構

研究代表者

高草木 洋一  国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 量子生命科学領域, 主任研究員(任常) (60439916)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
キーワード電子スピン共鳴 / 酸素 / 低酸素標的薬 / 動的核偏極 / ピルビン酸 / イメージング / 放射線治療 / 個別化医療
研究実績の概要

本年度は、各種画像解析及び治療実験で得られた結果を検証するため、酵素実験や細胞実験、モデルマウス担癌の免疫染色実験を実施した。
低酸素標的薬の cell survival assay では、酸素濃度を低下させた条件でインキュベーションするほど、その生存曲線は左方 (低濃度側) へシフトし、低酸素条件下ほど強い殺細胞活性を示すことが示唆された。これは、より低酸素領域を形成しやすい、あるいはピルビン酸→乳酸代謝が活発なマウスの担癌ほど、強い生育遅延抑制効果が見られたことと矛盾しなかった。
また、低酸素標的薬あるいは放射線増感剤と治療用エックス線との併用治療にて生育遅延抑制を示した腫瘍では、それぞれの治療単独あるいは未治療の腫瘍と比較して、治療による DNA ダメージや壊死領域の増加、低酸素領域の低下など、生育遅延効果や画像情報と相関する治療マーカーの変化が認められた。
以上のことから、スピン共鳴画像解析及び治療実験で得られたデータと、各種生化学的実験との間に良い相関性が認められ、本研究で用いた画像解析技術と化学放射線療法の有用性が示唆された。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

各種画像解析及び治療実験と、それらを検証するための各種生化学実験の条件検討を一通り終了し、双方の実験結果の整合性がとれている。

今後の研究の推進方策

装置の問題により、一部未実施となっていた画像解析実験を再開し、得られたデータを含めて研究成果をまとめる。これにより、本研究結果から支持された、スピン共鳴画像技術と新規化学放射線療法を応用したがん個別化医療の有用性を発信する。

次年度使用額が生じた理由

本年度中に使用予定だった装置の導入が遅れ、一部の実験や成果発表に遅延が生じたため。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2019 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件) 学会発表 (11件) (うち招待講演 6件)

  • [国際共同研究] NCI/NIH/NINDS/NIH/Threshold Pharmaceuticals(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      NCI/NIH/NINDS/NIH/Threshold Pharmaceuticals
  • [雑誌論文] 含硫糖脂質 SQAG の放射線増感作用メカニズムの解明2019

    • 著者名/発表者名
      高草木洋一、Sarwat Naz、高草木香織、坂口謙吾、菅原二三男、James B Mitchell、Murali C Krishna
    • 雑誌名

      第 61 回天然有機化合物討論会講演要旨集

      巻: 09 ページ: 511-516

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] A multimodal molecular imaging study of tumor microenvironment to reveal the mechanism of tumor radiosensitization elicited by a natural sulfoglycolipid2019

    • 著者名/発表者名
      Yoichi Takakusagi, Shingo Matsumoto, Masayuki Matsuo, Kaori Takakusagi, Keita Saito, Shun Kishimoto, Masahiko Miura, Toshiyasu Miyazaki, Fumio Sugawara, Kengo Sakaguchi, James B Mitchell, Murali C Krishna
    • 学会等名
      第 14 回日本分子イメージング学会総会・学術集会、日本分子イメージング学会
  • [学会発表] マルチモダル分子イメージングによる腫瘍内微小環境の多角的評価と天然由来含硫糖脂質の誘発する放射線増感作用メカニズムの解明2019

    • 著者名/発表者名
      高草木洋一、松元慎吾、松尾政之、高草木香織、齋藤圭太、岸本俊、三浦雅彦、宮崎年恭、菅原二三男、坂口謙吾、James B Mitchell、Murali C Krishna
    • 学会等名
      第 14 回日本分子イメージング学会総会・学術集会、日本分子イメージング学会
    • 招待講演
  • [学会発表] 超偏極 13C MRI 代謝イメージングによる抗癌治療効果の予測2019

    • 著者名/発表者名
      松元慎吾、齋藤圭太、高草木洋一、Murali C Krishna
    • 学会等名
      第 14 回日本分子イメージング学会総会・学術集会、日本分子イメージング学会
  • [学会発表] 生体内 β-ガラクトシダーゼ活性検出に向けた高感度-核磁気共鳴分子プローブの検討2019

    • 著者名/発表者名
      近藤洋平、坂本大地、野中洋、高草木洋一、山本和俊、Murali C Krishna、青木伊知男、山東信介
    • 学会等名
      第 14 回日本分子イメージング学会総会・学術集会、日本分子イメージング学会
  • [学会発表] MR マイクロイメージングと Gd-デンドロン修飾ナノリポソーム造影剤を用いた 3D 微小血管系およびナノ粒子分布の腫瘍内評価2019

    • 著者名/発表者名
      新田展大、高草木洋一、國領大介、柴田さやか、冨田章裕、東達也、青木伊知男、原田雅史
    • 学会等名
      第 14 回日本分子イメージング学会総会・学術集会、日本分子イメージング学会
  • [学会発表] 含硫糖脂質 SQAG の放射線増感作用メカニズムの解明2019

    • 著者名/発表者名
      高草木洋一、Sarwat Naz、高草木香織、坂口謙吾、菅原二三男、James B Mitchell、Murali C Krishna
    • 学会等名
      第 61 回天然有機化合物討論会
  • [学会発表] スピン共鳴画像技術の基礎と応用2019

    • 著者名/発表者名
      高草木洋一
    • 学会等名
      長崎国際大学薬学部 薬品物理化学特別セミナー
    • 招待講演
  • [学会発表] Hyperpolarized-NMR/MRI in Japan2019

    • 著者名/発表者名
      Yoichi Takakusagi
    • 学会等名
      Technical University of Denmark, HYPERMAG Center, lab seminar
    • 招待講演
  • [学会発表] Dissolution-DNP の最先端研究拠点 DTU HYPERMAG Center2019

    • 著者名/発表者名
      高草木洋一
    • 学会等名
      第 47 回日本磁気共鳴医学会大会 超偏極による他核 MRSI の高感度計測
    • 招待講演
  • [学会発表] 低分子有機化合物の魅力 ~探す、創る、使う~2019

    • 著者名/発表者名
      高草木洋一
    • 学会等名
      第 1 回量子生命科学会 若手の会
    • 招待講演
  • [学会発表] 放射線研究における超偏極-核磁気共鳴分光法とイメージングの応用2019

    • 著者名/発表者名
      高草木洋一
    • 学会等名
      日本放射線影響学会第 62 回大会
    • 招待講演

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公開日: 2021-01-27  

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