2020 Fiscal Year Annual Research Report
Development of betaine-polymer probes conjugated with NIR dyes essential for photoacoustic imaging
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18K05353
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
近藤 輝幸 京都大学, 工学研究科, 教授 (20211914)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山田 久嗣 徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(生物資源産業学域), 講師 (80512764)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 光音響イメージング / 高分子プローブ / 近赤外蛍光色素 / ナノ粒子 / 活性酸素種 / ベタイン / ホスホリルコリン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
光音響（PA）分子プローブとして、細胞膜脂質の構成成分の一部であるホスホリルコリン骨格の重合体である双極性ホスホリルコリンポリマー（PMPC）の末端C=C結合に親水性に優れた近赤外蛍光色素（800RS）を導入した800RS-PMPCを合成した。動的光散乱（DLS）法と透過型電子顕微鏡（TEM）、および水晶発信子マイクロバランス（QCM）法を用い、800RS-PMPC プローブの分子サイズ（粒子径）と血中タンパク質（ウシ血清アルブミン）への結合能を評価した結果、EPR 効果（Enhanced Permeability and Retention Effect）の発現に適したコンパクトな分子サイズ（約 14 nm）と優れた生体適合性を有することが明らかになった。
続いて、マウス大腸癌細胞（Colon 26）をマウス右大腿部の皮下深部（6 mm）に微小担癌したマウスに、800RS-PMPCプローブを尾静脈投与し、投与2日後に小動物用の光音響画像化装置を用いてPA画像化を行った。その結果、（１）800RS-PMPCプローブが癌に選択的かつ効率良く集積していること、（２）内在するヘモグロビン由来のノイズを無視できる画像化条件においてプローブが集積した癌の表面部分がホットスポットとして観測可能であり、癌の大きさ、形状、位置、表面部分の明瞭なPA画像化に成功した。さらに、この画像を三次元解析した結果、PA 画像化された腫瘍組織の「大きさと楕円形の形状（6 × 3 × 3 mm3）」、「皮下からの深さ（6 mm の位置）」は、臨床で使用されているMRI画像化による腫瘍の「大きさ」、「形状」、「位置」と極めて良く一致していた。
さらに、本プローブの急性毒性はなく（投与時の痙攣、肺塞栓等による死亡はゼロ）、投与濃度における細胞毒性も全く観察されなかった。
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Research Products
(11 results)
