Development of next generation multi-dimensional endoscope system

2019 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18KK0457
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 新垣 雅人 北海道大学, 医学研究院, 客員研究員 (30788245)
• Project Period (FY): 2018 – 2021
• Keywords: 5-ALA / マウスxenograftモデル / photosensityzer / rabbit orthotopic model / endoscope

Outline of Annual Research Achievements

マウス肺癌モデルの確立を行った。マイクロサージャリー用顕微鏡を用いてヌードマウス気管内よりヒト肺癌細胞（A549、H2170）を注入し肺内に肺腫瘍を作製した。このマウス同所性モデルを用いCT scanにて腫瘍増大を確認後、5-ALA内服、ICG投与、新規Photosensitizerを経口もしくは尾静脈より投与、6－24時間後に心肺を含め、他主要臓器を摘出し、腫瘍の蛍光を同定可能かどうかの確認を行った。ブタファントムモデルを作成した。PPIX、ICG、新規Photosensitizerを様々な濃度で溶かしたアガロースゲルを作成し、気管支超音波内視鏡ガイド下に肺内に注入し作成。ラビット肺癌モデルを作成した。ラビット癌細胞株であるVX2を使用し、細径気管支鏡ガイド下に肺内に接種し肺腫瘍を作製した。このモデルに対してマウス同所性モデルと同様にCT scanにて腫瘍増大を確認後、5-ALA内服、ICG投与、新規Photosensitizerを経口もしくは尾静脈より投与、6－24時間後に心肺を含め、他主要臓器を摘出し、腫瘍の蛍光を同定可能かどうかの確認を行った
これら3つのモデルを使用し5-ALA内服、ICG投与、新規Photosensitizerによるデリバリーモデルを作成し、腫瘍の蛍光をそれぞれのモデルで、既存の蛍光内視鏡、また気管支鏡の鉗子孔より挿入できる細径蛍光ファイバー(Scanning Fiber Scope やそれと類似した細径ファイバー)を用いてでの比較検討を行った。また、気管支鏡を発売されている超音波気管支内視鏡に変更し、蛍光と超音波画像の両者で腫瘍の同定、穿刺サンプリングが可能であることが確認できた。内視鏡の超音波機能に関しては、現在より、細径な気管支内視鏡の開発を進めている。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

動物モデルの最適化に時間を要した。また、腫瘍へのphotosensityzerの集積性と、腫瘍の深度の関係は重要な事項である、現在その解析を重要視しており、しれにも時間を要している。

Strategy for Future Research Activity

現在使用しているphotosensityzerや５ALAにはPhotodynamic diagnosis のみでなく、Photodynamic therapyも期待できるagentである。蛍光、超音波を融合した腫瘍の同定のみでなく、末梢主要に対するPhotodynamic therapyはとくに低肺機能の患者に対する新しい治療になりうるため、新規内視鏡デバイスの機能でその機能を融合可能かどうか検討する予定である。