短寿命α線医薬品製造工程における被ばくを抑制するロボティック精製・標識技術の開発

2020 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 18H03548
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 和田 洋一郎 東京大学, アイソトープ総合センター, 教授 (10322033)
• 研究分担者: 小泉 憲裕 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 准教授 (10396765) ; 小木曽 公尚 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 准教授 (30379549) ; 織内 昇 福島県立医科大学, 公私立大学の部局等, 教授 (40292586) ; 杉山 暁 東京大学, アイソトープ総合センター, 助教 (40562715) ; 羽場 宏光 国立研究開発法人理化学研究所, 仁科加速器科学研究センター, 室長 (60360624) ; 久下 裕司 北海道大学, アイソトープ総合センター, 教授 (70321958)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: 放射性医薬品 / アルファ線放出核種 / 自動化

研究実績の概要

１．短寿命α線核種の効率的な製造・精製技術の開発：本研究では、申請者らが従来開発したロボットシステムを、α線核種の製造及び精製行程に応用することによって、短寿命α線核種を安全かつ効率的に利用して医薬品開発を進める。
２．α線核種を用いた医薬品標識技術開発：医薬品開発の次のステップは、精製されたアスタチン-211のドラッグデリバリーシステムへの標識である。この標識行程を効率的に行うことは、半減期が短い短寿命α線核種を使った医薬品開発における、一つのボトルネックの解消に繋がる。また、標識を担う薬剤師、放射線技師による不要な被ばくを抑制するためにも、自動化装置の導入が有用である。
３．α線核種を高速かつ安全に精製・標識する計測制御システムの開発：精製や標識作業の高速化を実現するため、熟練研究者の目の機能を超高性能に再現する、ロボットシステムの動特性を活用した超解像処理システムと放射線測定装置などの各種センサ・化学分析装置を、作業効率に最適な形で融合したセンサフュージョンシステムを開発する必要がある。本研究では、ロボットアームを用いた検体取扱システムを構築した。これに、暗号化遠隔制御機能を実装して、サイバーセキュアな検体取扱装置の開発を行った。さらに、モーションキャプチャを実装することにより、高精度計測環境を構築し、AI制御システムの開発の基盤を確立した。今後同装置によって、α線医薬品開発における熟練研究者の世界観を我々の超解像度ロボットビジョン技術を用いて高性能に再現することで、人間を凌駕する精緻・最適（高速・高精度）化が可能になり、創薬研究分野に大きな革新をもたらす。

現在までの達成度 (段落)

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Positron Emission Tomography for Response Evaluation in Microenvironment-Targeted Anti-Cancer Therapy. (2020)
  • 著者名/発表者名: Oriuchi N, Sugawara S, Shiga
  • 雑誌名: Biomedicines 巻: 8(9) ページ: 371
  • DOI: 10.3390/biomedicines8090371
  • 査読あり
• [雑誌論文] Estimating 3-dimensional liver motion using deep learning and 2-dimensional ultrasound images. (2020)
  • 著者名/発表者名: Shiho Yagasaki, Norihiro Koizumi, Yu Nishiyama, Ryosuke Kondo, Tsubasa Imaizumi, Naoki Matsumoto, Masahiro Ogawa, Kazushi Numata
  • 雑誌名: International Journal of Computer Assisted Radiology and Surgery 巻: 15(12) ページ: 1989-1995
  • DOI: 10.1007/s11548-020-02265-1
  • 査読あり
• [雑誌論文] CNNを用いた高速な超音波画像上の臓器検出手法の比較・検証 (2020)
  • 著者名/発表者名: 五十嵐立樹, 冨田恭平, 小泉憲裕, 西山悠
  • 雑誌名: 計測自動制御学会論文集 巻: 56(12) ページ: 560-569
• [雑誌論文] Preclinical investigation of potential use of thymidine phosphorylase-targeting tracer for diagnosis of nonalcoholic steatohepatitis. (2020)
  • 著者名/発表者名: Higashikawa K, Horiguchi S, Tarisawa M, Shibata Y, Ohkura K, Yasui H, Takeda H, Kuge Y
  • 雑誌名: Nucl Med Biol. 巻: 82-83 ページ: 25-32
  • DOI: 10.1016/j.nucmedbio.2019.12.006
  • 査読あり
• [学会発表] Stem cells targeted radioimmunotherapy of acute myelogenous leukemia with 211At-labeled anti-CXCR4 monoclonal antibody. (2020)
  • 著者名/発表者名: Oriuchi N, Aoki M, Ukon N, Washiyama K, Shimoyama S, Nishijima K, Takahashi K, Ito H, Ikezoe T, Zhao
  • 学会等名: Society of Nuclear Medicine and Molecular Imaging
  • 国際学会
• [学会発表] アルファ線放出核種アスタチン-211を用いた放射免疫療法の開発 (2020)
  • 著者名/発表者名: 髙島大輝, 古賀宣勝, 大貫和信, 眞鍋史乃, 津村遼, 安西高廣, 岩田望, Wang Yang, 横北卓也, 小森有希子, 森大輝, 羽場宏光, 藤井博史, 松村保広
  • 学会等名: 第5回AMEDがん若手研究者ワークショップ
• [学会発表] 低免疫原性を持つストレプトアビジンとRI標識イミノビオチンを用いたプレターゲティング法の開発 (2020)
  • 著者名/発表者名: 杉山暁
  • 学会等名: 第60回日本核医学会学術総会
• [学会発表] Production and Applications of Radioisotopes at RIKEN RI Beam Factory - Search for New Elements through Diagnosis and Therapy of Cancer- (2020)
  • 著者名/発表者名: H. Haba
  • 学会等名: The 10th International Conference on Isotopes (10ICI)
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 理研におけるラジオアイソトープの製造と応用～新元素の探索からがんの診断・治療まで～ (2020)
  • 著者名/発表者名: 羽場宏光
  • 学会等名: 第75回放射線計測研究会
  • 招待講演
• [図書] rivacy in Dynamical Systems (2020)
  • 著者名/発表者名: K. Kogiso
  • 総ページ数: 286
  • 出版者: Springer, Singapore
  • ISBN: 978-981-15-0492-1
• [産業財産権] ビオチン改変二量体とその診断および治療的利用 (2020)
  • 発明者名: 杉山暁（他11名）
  • 権利者名: 東京大学、福島県立医科大学および他１法人
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2020-072117