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2020 年度 実施状況報告書

臨床応用を目的とする酸素・代謝を指標とする新たな分子画像診断技術の国際共同開発

研究課題

研究課題/領域番号 20KK0253
研究機関岐阜大学

研究代表者

松尾 政之  岐阜大学, 大学院医学系研究科, 教授 (40377669)

研究分担者 兵藤 文紀  岐阜大学, 大学院医学系研究科, 特任准教授 (10380693)
加藤 博基  岐阜大学, 大学院医学系研究科, 准教授 (70377670)
野田 佳史  岐阜大学, 医学部附属病院, 助教 (60643020)
川田 紘資  岐阜大学, 医学部附属病院, 講師 (00585276)
河合 信行  岐阜大学, 医学部附属病院, 助教 (20724561)
研究期間 (年度) 2020-10-27 – 2024-03-31
キーワード超偏極 / DNP / 酸素 / イメージング
研究実績の概要

酸素・エネルギー代謝などの生理機能は、生体の恒常性維持を司るとともに様々な疾患や治療に重要な役割を果たすことから、新たな病態画像診断のためのイメージングバイオマーカーとしての活用が期待されている。本研究では、米国NIHのMurali博士らのグループで保有する開発装置および画像処理技術や計測ノウハウに、申請者らの臨床応用へ向けたトランスレーショナルリサーチを融合し、癌診断・治療において酸素・エネルギー代謝に基づく治療効果の早期診断法への展開を目的としており、初年度はコロナ禍で海外渡航が不可能であったため、Webミーティングを実施して研究項目および今後の検討内容について議論した。
本学では、国際交流研究で使用する超偏極装置(Hypersence)を立ち上げ、Murali博士の研究室で実施している超偏極実験のプロトコールを参考にして、溶液およびマウスを用いた超偏極実験を開始した。実際にNIHと同様のプロトコールで超偏極を行うことで、10000倍以上に高感度化されたピルビン酸の信号を得ることに成功した。また、乳酸脱水素酵素の添加でピルビン酸から乳酸への代謝変化をリアルタイムで検出することができた。さらに、膵癌モデルマウスを作製し超偏極したピルビン酸を投与した結果、腫瘍内でのワーバーグ効果に基づく癌特異的代謝を検出することに成功した。今後はMurali博士らの実施しているデノイジング技術などを導入して高精度な評価法を確立する予定である。
酸素イメージング装置については、Murali博士らの試作したコンソールを当研究室の磁石に接続し外部磁場が正常に起動することを確認した。今後は、酸素イメージング用造影剤であるOXO63を用いた二次元画像化・酸素イメージングについてMurali博士らのグループと共同で進める予定である。

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

個々の研究についてはWeb会議等を行い順調に進んでいるが、コロナ禍の影響で代表者および若手研究者の海外派遣ができていないため現地での実験ができていない。

今後の研究の推進方策

米国及び日本において渡航できる状況に移行した後、速やかに代表者および若手研究者を派遣して国際共同研究を推進する。それまでの期間は、各研究機関における研究項目を実施し、適宜Webミーティングを行い研究を推進するとともに国際交流を深める。

次年度使用額が生じた理由

当初予定していた研究が効率的に進み、実験で使用予定の動物数が減ったため。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Glucose transporter Glut1 controls diffuse invasion phenotype with perineuronal satellitosis in diffuse glioma microenvironment2020

    • 著者名/発表者名
      Miyai Masafumi、Kanayama Tomohiro、Hyodo Fuminori、Kinoshita Takamasa、Ishihara Takuma、Okada Hideshi、Suzuki Hiroki、Takashima Shigeo、Wu Zhiliang、Hatano Yuichiro、Egashira Yusuke、Enomoto Yukiko、Nakayama Noriyuki、Soeda Akio、Yano Hirohito、Hirata Akihiro、Matsuo Masayuki、Hara Akira、Tomita Hiroyuki
    • 雑誌名

      Neuro-Oncology Advances

      巻: 3 ページ: 150

    • DOI

      10.1093/noajnl/vdaa150

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Free radical imaging of endogenous redox molecules using dynamic nuclear polarisation magnetic resonance imaging2020

    • 著者名/発表者名
      Hyodo Fuminori、Ito Shinji、Eto Hinako、Elhelaly Abdelazim Elsayed、Murata Masaharu、Akahoshi Tomohiko、Utsumi Hideo、Matsuo Masayuki
    • 雑誌名

      Free Radical Research

      巻: 14 ページ: 1~9

    • DOI

      10.1080/10715762.2020.1859109

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Imaging of Hydroxyl-Radical Generation Using Dynamic Nuclear Polarization-Magnetic Resonance Imaging and a Spin-Trapping Agent2020

    • 著者名/発表者名
      Shoda Shinichi、Hyodo Fuminori、Tachibana Yoko、Kiniwa Mamoru、Naganuma Tatsuya、Eto Hinako、Koyasu Norikazu、Murata Masaharu、Matsuo Masayuki
    • 雑誌名

      Analytical Chemistry

      巻: 92 ページ: 14408~14414

    • DOI

      10.1021/acs.analchem.0c02331

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of a novel molecular probe for the detection of liver mitochondrial redox metabolism2020

    • 著者名/発表者名
      Hosain Md. Zahangir、Hyodo Fuminori、Mori Takeshi、Takahashi Koyo、Nagao Yusuke、Eto Hinako、Murata Masaharu、Akahoshi Tomohiko、Matsuo Masayuki、Katayama Yoshiki
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 10 ページ: 16489

    • DOI

      10.1038/s41598-020-73336-1

    • 査読あり
  • [学会発表] 量子スピンレドックス医療の創造2021

    • 著者名/発表者名
      松尾政之
    • 学会等名
      名古屋大学 未来社会創造機構 ナノライフシステム研究所 第9回NLSセミナー・GTRセミナー
    • 招待講演
  • [学会発表] Noninvasive Redox Imaging of Tumor Redox Status for Early Detection of Radiation Response using in vivo DNP-MRI2020

    • 著者名/発表者名
      Koyasu N, Hyodo F, Shoda S, Iwasaki R, Tomita H, Takasu M, Mori T, Matsuo M
    • 学会等名
      Annual meeting of American Society for Radiation Oncology
    • 国際学会
  • [学会発表] Visualization of free radical generation induced by radiation using dynamic nuclear polarization-MRI2020

    • 著者名/発表者名
      Koyasu N, Hyodo F, Iwasaki R, Iwasaki R, Mori T, Yamaguchi T, Matsuo M
    • 学会等名
      Annual meeting of American Society for Radiation Oncology
    • 国際学会
  • [学会発表] 放射線診療における近未来 画像診断・IVR・放射線治療2020

    • 著者名/発表者名
      松尾政之
    • 学会等名
      第48回日本救急医学会総会・学術集会
    • 招待講演

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公開日: 2021-12-27  

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