脳神経系における金属輸送過程と代謝異常症の分子メカニズム解明

2008 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18590044
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 物理系薬学
• 研究機関: 独立行政法人理化学研究所
• 研究代表者: 榎本 秀一 独立行政法人理化学研究所, メタロミクスイメージング研究ユニット, 研究ユニットリーダー (10271553)
• 研究分担者: 羽場 宏光 独立行政法人理化学研究所, 森田超重元素研究室, 専任研究員 (60360624) ; 本村 信治 独立行政法人理化学研究所, メタロミクスイメージング研究ユニット, 研究員 (20360654)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2008
• キーワード: 銅代謝異常 / 金属欠乏症 / マルチトレーサー / 複数分子同時イメージング / スペシエーション

研究概要

銅の先天的代謝異常症のMenkes病(欠乏症)及びWilson病(過剰症)の病因や生体微量元素間の相互作用を調べるため、理化学研究所加速器により製造した多元素同時追跡マルチトレーサー法と^<67>Cu、^<64>Cuを用い、PET、GREIなどの分子イメージングモダリティと高感度分析技術(ICP-MSなど)を多用し、銅の細胞内動態や個体レベルでの動的挙動を解析・評価した。この研究では、臓器間(特に脳神経系)の元素ダイナミクスと疾病の進行などを総合的に解析した。この結果、世界で始めて、金属欠乏モデル動物における複数分子同時リアルタイムイメージングに成功した。これらの結果から、銅代謝異常症の関連輸送蛋白質の分布が、金属欠乏状態で異なることが示唆された。また、最適化画像再構成法を開発し、3次元画像化にも成功した。

研究成果

• [雑誌論文] 核医学における分子イメージング技術の動向;コンプトンカメラと複数分子同時イメージング (2009)
  • 著者名/発表者名: 本村 信治, 榎本秀一
  • 雑誌名: メディカルバイオ 5 ページ: 47-52
  • 査読あり
• [雑誌論文] 複数分子の同時イメージングを実現した世界初の診断装置を開発 (2008)
  • 著者名/発表者名: 榎本 秀一
  • 雑誌名: メディカルバイオ 11 ページ: 14-15
  • 査読あり
• [雑誌論文] マルチトレーサーの開発と利用 (2008)
  • 著者名/発表者名: 榎本 秀一, 羽場 宏光
  • 雑誌名: Isotope News ページ: 9-15
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of multielemental imaging on semiconductor Compton telescope (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Motomura, Y. Kanayama, H. Haba, K. Igarashi, Y. Watanabe, S. Enomoto
  • 雑誌名: Pure and Applied Chemistry 80 ページ: 2657-2666
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multiple molecular simultaneous imaging in a live mouse using semiconductor Compton camera (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Motomura, Y. Kanayama, H. Haba, Y. Watanabe, S. Enomoto
  • 雑誌名: Journal of Analytical Atomic Spectrometry 23 ページ: 1089-1092
  • 査読あり
• [雑誌論文] New fragment ion production method using super cold electrons in electron cyclotron resonance plasma (2007)
  • 著者名/発表者名: M. Kidera, K. Takahashi, S. Enomoto, A. Goto, Y. Yano
  • 雑誌名: European Journal of Mass Spectrometry 13 ページ: 355-358
  • 査読あり
• [雑誌論文] Comparison of reductive accumulation of Re and Os in seawater - sediment systems (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Yamashita, Y. Takahashi, H. Haba, S. Enomoto, H. Shimizu
  • 雑誌名: Geochimica et Cosmochimica Acta 71 ページ: 3458-3475
  • 査読あり
• [雑誌論文] Gamma-Ray Compton Imaging of Multitracer in Biological Samples using Strip Germanium Telescope (2007)
  • 著者名/発表者名: S. Motomura, S. Enomoto, H. Haba, K. Igarashi, Y. Gono, Y. Yano
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Nuclear Science 54 ページ: 710-717
  • 査読あり
• [雑誌論文] 牡蠣抽出物の胃液分泌能 (2007)
  • 著者名/発表者名: 榎本 香織, 金山 洋介, 本村 信治, 松田 芳和, 榎本 秀一
  • 雑誌名: 微量栄養素研究 24 ページ: 56-58
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multitracer study on the uptake of various trace elements in anemic rats : influence of NaFeEDTA and ferrous sulfate (2006)
  • 著者名/発表者名: K. Igarashi, Y. Nakanishi, R. Hirunuma, S. Enomoto, S. Kimura
  • 雑誌名: Nutrition Research 26 ページ: 173-179
  • 査読あり
• [雑誌論文] Induction of zinc transporters by forskolin in human trophoblast BeWo cells (2006)
  • 著者名/発表者名: N. Asano, M. Kondoh, C. Ebihara, M. Fujii, T. Nakanishi, N. Utoguchi, S. Enomoto, K. Tanaka, Y. Watanabe
  • 雑誌名: Reproductive Toxicology 21 ページ: 285-291
  • 査読あり
• [雑誌論文] 多核種同時ガンマ線イメージング装置の開発 (2006)
  • 著者名/発表者名: 榎本秀一, 木村信治
  • 雑誌名: Isotope News 4 ページ: 2-5
  • 査読あり
• [学会発表] 種々のγ線放出核を用いた早期疾患診断プローブ開発とコンプトンカメラによる複数核種同時イメージング (2009)
  • 著者名/発表者名: 榎本 秀一
  • 学会等名: 平成20年度厚生労働科学研究費研究成果等普及啓発事業医療機器開発推進研究「ナノメディシン研究成果発表会」
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2009-02-25
• [学会発表] 半導体コンプトンカメラによる複数分子同時イメージング機器の研究開発に係る先導研究 (2009)
  • 著者名/発表者名: 榎本 秀一
  • 学会等名: 総合科学技術会議科学技術連携施策群 ナノバイオテクノロジー連携群成果報告会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2009-01-28
• [学会発表] 種々のγ線放出核を用いた早期疾患診断プローブ開発とコンプトンカメラによる複数核種同時イメージング (2009)
  • 著者名/発表者名: 榎本 秀一
  • 学会等名: 総合科学技術会議科学技術連携施策群 ナノバイオテクノロジー連携群成果報告会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2009-01-28
• [学会発表] 複数分子同時イメージング法の実用化に向けた半導体コンプトンカメラの高度化開発 (2008)
  • 著者名/発表者名: 本村 信治
  • 学会等名: 分子イメージング研究シンポジウム2008-飛躍を迎えた創薬・疾患診断研究-
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 20081214-15
• [学会発表] Gamma-ray tracking for Ge telescope Compton camera imaging (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Fukuchi, S. Motomura, Y. Kanayama, H. Haba, S. Enomoto, Y. Watanabe
  • 学会等名: 2008 IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference, Satellite Workshops: Compton Cameras for Medical and Industrial Application "Compton Camera III"
  • 発表場所: Dresden, Germany
  • 年月日: 20081019-25
• [学会発表] Gamma-ray tracking for Ge telescope Compton camera imaging (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Fukuchi, S. Motomura, Y. Kanayama, H. Haba, S. Enomoto, Y. Watanabe
  • 学会等名: 2008 Nuclear Science Symposium, Medical Imaging Conference and 16th Room Temperature Semiconductor Detector Workshop
  • 発表場所: Dresden, Germany
  • 年月日: 20081019-25
• [学会発表] Sophistication of Semiconductor Compton Camera for Multiple Molecular Imaging--Fast and Accurate Image-Reconstruction Method for Three-Dimensional Imaging (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Motomura, T. Fukuchi, Y. Kanayama, H. Haba, Y. Watanabe, S. Enomoto
  • 学会等名: 2008 IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference, Satellite Workshops: Compton Cameras for Medical and Industrial Application "Compton Camera III"
  • 発表場所: Dresden, Germany
  • 年月日: 20081019-25
• [学会発表] Sophistication of semiconductor Compton camera for multiple molecular imaging--fast and accurate image-reconstruction method for three-dimensional imaging (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Motomura, T. Fukuchi, Y. Kanayama, H. Haba, Y. Watanabe, S. Enomoto
  • 学会等名: 2008 Nuclear Science Symposium, Medical Imaging Conference and 16th Room Temperature Semiconductor Detector Workshop Dresden
  • 発表場所: Dresden, Germany
  • 年月日: 20081019-25
• [学会発表] Regulation of intracellular zinc by extracellular stimuli (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Hiromura, D. Saito, K. Igarashi, S. Enomoto
  • 学会等名: 4th International Conference on Metals and Genetics
  • 発表場所: Paris, France
  • 年月日: 20080721-24
• [学会発表] Multiple Molecular Imaging Using the γ-Ray Emission Imaging GREI as a Tool for Metallomics Researches (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Enomoto
  • 学会等名: 4th International Conference on Metals and Genetics
  • 発表場所: Paris, France
  • 年月日: 20080721-24
• [学会発表] 細胞外刺激による細胞内亜鉛の変化 (2008)
  • 著者名/発表者名: 廣村 信, 齋藤 大地, 東 文香, 五十嵐 香織, 榎本 秀一
  • 学会等名: 第19回日本微量元素学会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20080703-4
• [学会発表] CoQ10製剤の吸収および各種元素との相互作用の検討 (2008)
  • 著者名/発表者名: 五十嵐 香織, 齋藤 大地, 中西 由季子, 鈴木 美季子, 坂口 騰, 廣村 信, 木村 修一, 榎本 秀一
  • 学会等名: 第19回日本微量元素学会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20080703-4
• [学会発表] 複数分子同時イメージングの実現とその生体微量元素研究への応用 (2008)
  • 著者名/発表者名: 金山 洋介, 本村 信治, 福地 知則, 羽場 宏光, 廣村 信, 五十嵐 香織, 野崎 聡, 渡辺 恭良, 榎本 秀一
  • 学会等名: 第19回日本微量元素学会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20080703-4
• [学会発表] 新しいRIの利用促進を目指して理研加速器によるRiの製造とその応用 (2008)
  • 著者名/発表者名: 榎本 秀一, 羽場 宏光
  • 学会等名: 第45回アイソトープ・放射線研究発表会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20080702-4
• [学会発表] 半導体コンプトンカメラによるPETプローブを用いた複数分子同時イメージングの試み (2008)
  • 著者名/発表者名: 金山 洋介, 本村 信治, 福地 知則, 羽場 宏光, 野崎 聡, 渡辺 恭良, 榎本 秀一
  • 学会等名: 第18回金属の関与する生体関連反応シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 20080605-6
• [学会発表] 細胞外刺激による細胞内亜鉛の変化 (2008)
  • 著者名/発表者名: 廣村 信, 齋藤 大地, 五十嵐 香織, 榎本 秀一
  • 学会等名: 第18回金属の関与する生体関連反応シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 20080605-6
• [学会発表] 複数分子同時イメージングのための半導体コンプトンカメラの高度化 (2008)
  • 著者名/発表者名: 本村 信治, 福地 知則, 金山 洋介, 羽場 宏光, 渡辺 恭良, 榎本 秀一
  • 学会等名: 第3回日本分子イメージング学会総会・学術集会
  • 発表場所: さいたま
  • 年月日: 20080522-23
• [学会発表] 病態モデルマウスを用いた複数分子同時生体イメージングの検討 (2008)
  • 著者名/発表者名: 金山 洋介, 本村 信治, 野崎 聡, 廣村 信, 五十嵐 香織, 福地 知則, 羽場 宏光, 渡辺 恭良, 榎本 秀一
  • 学会等名: 第3回日本分子イメージング学会総会・学術集会
  • 発表場所: さいたま
  • 年月日: 20080522-23
• [学会発表] Development and Application Studies of Multitracer Technology (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Enomoto
  • 学会等名: 6th International Conference on Isotopes
  • 発表場所: Seoul Korea
  • 年月日: 20080512-16
• [学会発表] Development of a gamma-ray Compton camera for multi-molecular imaging (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Fukuchi, S. Motomura, Y. Kanayama, Y. Watanabe, S. Enomoto
  • 学会等名: 6th International Conference on Isotopes
  • 発表場所: Seoul Korea
  • 年月日: 20080512-16
• [学会発表] 複数分子イメージングとメタロミクス研究の展開 (2008)
  • 著者名/発表者名: 榎本 秀一
  • 学会等名: 日本薬学会第128年会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 20080300
• [学会発表] 種々のγ線放出核を用いた早期疾患診断プローブ開発とコンプトンカメラによる複数核種同時イメージング (2008)
  • 著者名/発表者名: 榎本 秀一
  • 学会等名: 平成19年度厚生労働科学研究費研究成果等普及啓発事業医療機器開発推進研究「ナノメディシン研究成果発表会」
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20080200
• [学会発表] マルチトレーサーの開発と利用 (2008)
  • 著者名/発表者名: 榎本 秀一
  • 学会等名: 第4回新しいアイソトープの利用等に関する作業グループ報告会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20080200
• [学会発表] 先端計測技術の開発と応用研究 分子イメージングによる創薬科学へのアプローチ (2008)
  • 著者名/発表者名: 榎本 秀一
  • 学会等名: 岡山大学創薬科学セミナー
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2008-12-25
• [学会発表] RIKEN GARIS for superheavy element chemistry (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Haba
  • 学会等名: 7th Workshop on Recoil Separator for Superheavy Element Chemistry (TASCA08)
  • 発表場所: Darmstadt, Germany
  • 年月日: 2008-10-31
• [学会発表] ガンマ線直線偏光を利用したコンプトンカメラの高度化 (2008)
  • 著者名/発表者名: 福地 知則, 本村 信治, 金山 洋介, 羽場 宏光, 渡辺 恭良, 榎本 秀一
  • 学会等名: 日本物理学会2008年秋季大会
  • 発表場所: 山形
  • 年月日: 2008-09-22
• [学会発表] 正常およびMg欠乏マウスにおける^<24>Na,^<28>Mg,^<43>K の同時イメージング (2008)
  • 著者名/発表者名: 金山 洋介, 廣村 信, 五十嵐 香織, 本村 信治, 羽場 宏光, 渡辺 恭良, 榎本 秀一
  • 学会等名: 第25回日本微量栄養素学会学術集会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2008-05-30
• [学会発表] 細胞内亜鉛の変化の観察 (2008)
  • 著者名/発表者名: 齋藤 大地, 廣村 信, 東 文香, 五十嵐 香織, 榎本 秀一
  • 学会等名: 第25回日本微量栄養素学会学術集会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2008-05-30
• [学会発表] 複数分子イメージング開発とその現状 (2008)
  • 著者名/発表者名: 榎本 秀一
  • 学会等名: 分子イメージング研究シンポジウム2008「社会のニーズに向けた分子イメージング研究の展開」
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2008-01-28
• [学会発表] 複数分子同時イメージング法の開発と現状 (2008)
  • 著者名/発表者名: 金山 洋介, 本村 信治, 福地 知則, 羽場 宏光, 渡辺 恭良, 榎本 秀一
  • 学会等名: 分子イメージング研究シンポジウム2008「社会のニーズに向けた分子イメージング研究の展開」
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2008-01-28
• [学会発表] Development of Multi-Elemental Molecular Imaging on Semiconductor Compton Telescope (2007)
  • 著者名/発表者名: S. Enomoto
  • 学会等名: International Symposium on Metallomics 2007 (ISM 2007)
  • 発表場所: Nagoya, Japan
  • 年月日: 20071128-1201
• [学会発表] Preliminary study for multiple molecular imaging: simultaneous imaging of ^<18>F-FDG, ^<54>Mn-MnCl_2, and ^<65>Zn-ZnCl_2 in normal and tumor-bearing mouse (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Kanayama, S. Motomura, H. Haba, K. Enomoto, Y.Watanabe, S. Enomoto
  • 学会等名: International Symposium on Metallomics 2007 (ISM 2007)
  • 発表場所: Nagoya, Japan
  • 年月日: 20071128-1201
• [学会発表] Heavy Metal Accumulation in Lotus japonicas (2007)
  • 著者名/発表者名: J. Furukawa, H. Haba, S. Enomoto, S. Satoh
  • 学会等名: International Symposium on Metallomics 2007 (ISM 2007)
  • 発表場所: Nagoya, Japan
  • 年月日: 20071128-1201
• [学会発表] Multiple Nuclide Imaging in Live Mouse Using Semiconductor Compton Camera for Multiple Molecular Imaging (2007)
  • 著者名/発表者名: S. Motomura, Y. Kanayama, H. Haba, Y. Watanabe, S. Enomoto
  • 学会等名: 2007 IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference
  • 発表場所: Honolulu, USA
  • 年月日: 20071027-1103
• [学会発表] 半導体コンプトンカメラによる複数分子同時イメージング (2007)
  • 著者名/発表者名: 榎本 秀一
  • 学会等名: バイオジャパン2007
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 20070919-21
• [学会発表] 半導体コンプトンカメラによる複数分子同時イメージング装置の開発:マウスにおける^<65>Zn、^<85>Sr、^<131>I同時γ線イメージング (2007)
  • 著者名/発表者名: 金山 洋介, 本村 信治, 羽場 宏光, 渡辺 恭良, 榎本 秀一
  • 学会等名: 第18回日本微量元素学
  • 発表場所: 福井
  • 年月日: 20070705-0706
• [学会発表] 半導体コンプトンカメラによる複数分子同時イメージング装置の開発:マウスにおける複数核種同時γ線イメージング (2007)
  • 著者名/発表者名: 本村 信治, 金山 洋介, 羽場 宏光, 渡辺 恭良, 榎本 秀一
  • 学会等名: 第2回日本分子イメージング学会総会・学術集会
  • 発表場所: 福井
  • 年月日: 20070628-29
• [学会発表] 多核種同時イメージング装置を用いた生体マウスにおける^<65>Zn、^<85>Sr、^<131>I同時イメージング (2007)
  • 著者名/発表者名: 金山 洋介, 本村 信治, 羽場 宏光, 渡辺 恭良, 榎本 秀一
  • 学会等名: 第17回金属の関与する生体関連反応シンポジウム
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 20070621-22
• [学会発表] 複数核種同時γ線イメージング装置の開発と分子イメージング研究の展開 (2007)
  • 著者名/発表者名: 榎本 秀一, 本村 信治, 金山 洋介, 羽場 宏光, 石澤 篤
  • 学会等名: 第68回分析化学討論会
  • 発表場所: 宇都宮
  • 年月日: 20070519-20
• [学会発表] マルチトレーサー法の生物分野における応用研究とバイオイメージング (2007)
  • 著者名/発表者名: 榎本 秀一
  • 学会等名: バイオ応用技術研究ユニットワークショップ2007「RIを用いた植物分子イメージング技術の開発と植物機能解析研究への応用」
  • 発表場所: 高崎
  • 年月日: 2007-01-30
• [学会発表] Simultaneous imaging of ^<18>F-FDG, ^<54>Mn-MnCl_2, ^<65>Zn-ZnCl_2 in mice using semiconductor Compton camera (2001)
  • 著者名/発表者名: Y. Kanayama, S. Motomura, T. Fukuchi, S. Nozaki, H. Haba, Y. Watanabe, S. Enomoto
  • 学会等名: 2008 World Molecular Imaging Congress
  • 発表場所: Nice, France
  • 年月日: 2001010-13
• [図書] ミネラルの科学と最新応用技術(第6編第2章「ミネラルのイメージング技術」)(糸川嘉則監修)、pp397-419 (2008)
  • 著者名/発表者名: 榎本 秀一, 廣村 信, 五十嵐 香織
  • 出版者: シーエムシー出版
• [図書] 放射化学研究50年のあゆみ 第二章、第五章、CD-ROM版 (2007)
  • 著者名/発表者名: 榎本 秀一
  • 出版者: 日本放射化学会
• [図書] 生命元素事典(微量元素の研究法 放射性同位元素トレーサー法とマルチトレーサー法)(桜井弘編)、pp363-370 (2006)
  • 著者名/発表者名: 榎本秀一
  • 出版者: オーム社
• [図書] 生命元素事典(微量元素の研究法 加速器による微量元素分析法)(桜井弘編)、pp371-377 (2006)
  • 著者名/発表者名: 五十嵐香織, 榎本秀一
  • 出版者: オーム社
• [図書] 放射化学用語辞典、(日本放射化学会編)(分担執筆) (2006)
  • 著者名/発表者名: 榎本秀一
  • 出版者: 日本放射化学会
• [備考] ホームページ等
  • URL: http://www.riken.jp/metallomics/
• [備考]
  • URL: http://www.pharm.okayama-u.ac.jp/lab/bunseki/
• [備考]
  • URL: http://read.jst.go.jp/
• [備考] 榎本秀一監修, サイエンス チャンネル, 2009年放映予定, 「生命と金属 ~メタロミクスの世界~」全13話
• [備考] 榎本秀一, 記事, X線天文衛星、実用にも一役, 2008.8.22.
• [備考] 榎本秀一, 記事, 群馬大などと研究協定, 日刊工業新聞, 2008.8.21.
• [備考] 榎本秀一, サイエンスページ記事, イメージング技術, 読売新聞, 2008.7.20.
• [備考] 榎本秀一, 記事, マウス体内の放射性薬剤 複数個所の作用 同時撮像, 科学新聞, 2008.7.18.
• [備考] 榎本秀一, 記事, 複数薬剤の動きを体内で同時画像化, 毎日新聞, 2008.7.13.
• [備考] 榎本秀一, 記事, 次世代分子イメージング装置 放射性薬剤を同時撮影, 化学工業日報, 2008.7.4.
• [備考] 榎本秀一, 理研の最前線44, 複数分子同時イメージング装置の開発, 日刊工業新聞, 2007.10.9.
• [産業財産権] 半導体放射線計測装置 (2008)
  • 発明者名: 福地知則、本村 信治、榎本 秀一、金山洋介
  • 権利者名: 独立行政法人理化学研究所
  • 産業財産権番号: 特許,特願2008-278727
  • 出願年月日: 2008-10-29
• [産業財産権] ガンマ線検出装置 (2007)
  • 発明者名: 本村信治、榎本秀一
  • 権利者名: 独立行政法人理化学研究所
  • 産業財産権番号: 特許,WO 2008/018534
  • 出願年月日: 2007-08-09
• [産業財産権] ガンマ線検出装置 (2006)
  • 発明者名: 本村信治、榎本秀一
  • 権利者名: 独立行政法人理化学研究所
  • 産業財産権番号: 特許,特願2006-220446
  • 出願年月日: 2006-08-11