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炭酸ガス療法の抗腫瘍効果および化学療法、放射線治療の増感作用を立証されてきたが、腫瘍内の低酸素状態改善については病理組織学的な検証しかなされておらず、治療の臨床応用や本体解明において、画像診断などの生体検査による評価が必須と考えられた。
経皮的炭酸ガス療法による腫瘍内の低酸素状態改善を画像評価するために、これまでの研究において、経皮的炭酸ガス療法による治療効果が高いことが判明しているマウス骨肉腫細胞株（LM8）を用いた。LM8細胞を皮下に移植したヌードマウスを経皮的炭酸ガス療法群と対照群（空気投与）にわけ、18F-FMISO PETを用いて低酸素状態の評価を行うこととした。
腫瘍内の低酸素状態(18F-FMISOの腫瘍内への取り込み)をSUV最大画素値(SUVmax)、腫瘍対肝臓比(TLR)、腫瘍対筋肉比(TMR)、代謝腫瘍体積(MTV)、総腫瘍代謝量(TLG)などの指標を用いて、定量的に評価し、2群間で比較した。
腫瘍体積は2群間で有意差は見られなかった。低酸素状態の定量解析の結果、SUVmax、TLR、MTV(cm3)、TLGにおいて、炭酸ガス療法群が対照群と比較して有意に低かった。TMRは2群間で有意差は見られなかったが、原因として炭酸ガス療法群において、筋肉内の酸素化が向上していた可能性が考えられる。
本研究により、18F-FMISO PETを用いることで経皮的炭酸ガス療法による腫瘍内の低酸素状態改善を生体内で確認可能であることが証明された。この方法により炭酸ガス療法の治療効果を生体画像により評価することが可能となり、炭酸ガス療法の臨床応用に寄与すると考える。
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