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2018 年度 実績報告書

ソフトな分子間相互作用が造影メカニズムとなる微細血管用高分子MRIプローブ

研究課題

研究課題/領域番号 18H03527
研究機関国立研究開発法人国立循環器病研究センター

研究代表者

馬原 淳  国立研究開発法人国立循環器病研究センター, 研究所, 室長 (80416221)

研究分担者 山岡 哲二  国立研究開発法人国立循環器病研究センター, 研究所, 部長 (50243126)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード高分子造影剤 / MRI / 微細血管
研究実績の概要

本研究では、ソフトな分子間相互作用によって数時間血中を循環しその後速やかに尿中排泄される微細血管造影用高分子MRIプローブを開発し、従来法では可視化できなかった 10 μmの脳微細血管のMRI造影法の構築と、脳卒中の高精度診断を目指して血管構造や側副血行路形成プロセスを単一個体で長期間評価できる基礎技術の創成に挑む。
初年度となる平成30年度では、研究計画に記述していた自己組織化構造体の詳細な解析と、種々の分岐構造をもつポリエチレングリコールを主鎖とする造成剤を合成した。自己組織化構造体の解析においては、分光学的な解析手法から、導入したフルオレセイン基のπ電子相互作用によって分子が規則的に組織化している可能性を突き止めた。さらにその自己組織構造は、イオン強度の増加によって安定化できることも明らかとした。さらに、動的光散乱のデータならびにフルオレセインのπ電子相互作用の結果を考え合わせると、自己組織化構造は繊維状の構造体が集まった形状である可能性が考えられた。このような結果は、今後の高精度血管イメージングを実現化する上で、重要な情報である。さらに、種々の分岐構造と分子鎖長をもつポリエチレングリコールを用いて、フルオレセインを導入した場合に起こる自己組織化構造の形成についても動的光散乱法によって解析した。その結果、分岐構造だけでなく分岐鎖長も自己組織化の形成に影響することが判明した。このような研究成果に基づいて、平成31年度では、引き続きラット脳血管の微細構造イメージングについて検討を進める予定である。

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

研究計画において予定していた(1)種々の末端修飾分岐型ポリエチレングリコールの合成、(2)DLS、X線解析による分子サイズ、分子凝集体の構造・安定性評価(3)正常ラットを用いた造影剤による脳微細血管イメージング、のいずれについても実験データを蓄積でき、(1)および(2)については新たな知見を得ることができた。このことから概ね順調に進展していると判断した。

今後の研究の推進方策

今後は、研究計画に基づいて、脳血管障害の自然発症モデルの微細血管診断、ならびに
中大脳動脈閉塞(MCAO)モデルによる脳再灌流モデルでの狭窄・コラテラル形成と動態評価を中心に実施したと考えている。一方で、平成30年度においてすすめた研究の中で、自己組織化構造体の構造解析結果が極めてユニークな現象であるこが判明したため、構造についてさらに詳しく解析を進めることも視野にいれる。自己組織化構造の形成が本研究の1つの大きな柱となっていることから、この研究成果についてもある程度データを蓄勢する。本プロジェクトの成果になる一方で、さらに新規な研究テーマへの発展にもつながるものと考えている。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (2件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Sonoporation based labeling of mesenchymal stem cells with polymeric MRI contrast agents for live-cell tracking2019

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Mahara, Naoki Kobayashi, Yoshiaki Hirano, and Tetsuji Yamaoka
    • 雑誌名

      Polymer Journal

      巻: 51 ページ: 685-692

    • DOI

      10.1038/s41428-019-0177-4

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Influence of Molecular Mobility on Contrast Efficiency of Branched Polyethylene Glycol Contrast Agent2018

    • 著者名/発表者名
      Yu-I Hsu, Atsushi Mahara, and Tetsuji Yamaoka
    • 雑誌名

      Contrast Media & Molecular Imaging

      巻: 2018 ページ: 1259325

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Super-fine magnetic resonance imaging of the cerebrovasculature using self-assembled branched polyethylene glycol-Gd contrast agent2018

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Mahara*, Jun-ichiro Enmi, Yu-I Hsu, Naoki Kobayashi, Yoshiaki Hirano, Hidehiro Iida and Tetsuji Yamaoka
    • 雑誌名

      Macromol Biosci,

      巻: 18 ページ: e1700391

    • 査読あり
  • [学会発表] 高分子MRI造影剤による微細血管網の可視化技術2018

    • 著者名/発表者名
      馬原淳
    • 学会等名
      第48回公益社団法人日本口腔インプラント学会学術大会
    • 招待講演
  • [学会発表] Gd修飾8分岐型ポリエチレングリコールの 自己凝集構造による高精細細脳血管イメージング2018

    • 著者名/発表者名
      馬原淳
    • 学会等名
      第67回高分子討論会

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公開日: 2019-12-27  

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