2014 Fiscal Year Research-status Report
多重共鳴NMR技術を基盤とする生体分子イメージングの新手法の開拓
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25350977
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| Research Institution | The University of Tokushima |
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Principal Investigator |
山田 久嗣 徳島大学, ソシオテクノサイエンス研究部, 講師 (80512764)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 分子プローブ / MRI / 多重共鳴NMR / がんイメージング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成26年度は、平成25年度に開発に成功した 13C-ラベル化ポリマーナノプローブ（13C-PMPC）に腫瘍特異的抗体を付与したポリマーナノプローブ（13C-PMPC-scFv）の開発に成功した。さらに、PMPC ナノプローブの更なるシグナル感度向上およびがん集積性の向上を目指して、星形ポリマー（スターポリマー）型の新規 13C/15N-PMPC ナノプローブの合成に成功した。具体的には、１．担癌マウスのMRイメージング測定により、（１）13C-PMPC-scFv プローブは 抗Her2 single chain fragment variable (scFv) の効果により、Her2陽性のヒト胃がん細胞（N87）に選択的に集積すること、（２）本プローブは、肝臓等の代謝臓器への集積が抑制されること、（３）その体内動態は抗体未修飾の 13C-PMPC に比べて、がんへの集積/排泄が速いことを明らかにした。さらに、本プローブを用いて、担癌マウスのHer2陽性ヒト胃がん腫瘍を選択的に二重共鳴MR画像化することに成功した。２．分岐型の開始剤を用いて、原子移動ラジカル重合により星形構造の新規 13C/15N-PMPC ポリマーナノプローブの合成に成功した。その分子サイズは、同一分子量の直鎖 PMPC 比べ有意に低下し、星形ポリマー化することによりその分子サイズをEPR効果に適切なサイズに制御可能であることを示した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究の目標は、in vivo での多重磁気共鳴イメージングへの展開が可能な“高い選択性”と“高い感度”を有する分子プローブの開発、およびその分子プローブの溶液中における多重共鳴MR画像化を検討するとともに、細胞、組織、動物レベルで分子プローブの有効性を評価することである。平成26年度では、平成25年度より引き続き、MR イメージングに有効な高い選択性と高い感度を持つ分子プローブとして、細胞膜脂質の一部であるホスホリルコリン骨格を 13C および 15N 核で二重ラベルしたポリマーナノプローブ（13C/15N-PMPC）を開発し、多重共鳴 NMR 法を応用した多重磁気共鳴イメージングにより 13C/15N-PMPC プローブがマウス腫瘍部位に高選択的に集積する挙動を in vivo で直接画像化することに成功した。本研究の一部は論文投稿し受理された。さらに、腫瘍特異的な能動的ターゲティング機能を有するポリマーナノプローブの開発に成功し、その研究の一部は投稿中である。また、星形構造の新規 13C/15N-PMPC ポリマーナノプローブの有効性について基礎的な知見を得た。この観点から、本研究は概ね順調に進展していると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究は順調に進展しており、研究計画に大きな変更はない。本年度で得られた腫瘍特異的な能動的ターゲティング機能を有するポリマーナノプローブの標的部位の最適化を進め、本プローブの更なる高機能化を図るとともに、星形構造の新規 13C/15N-PMPC ポリマーナノプローブの有効性をNMRレベルおよびMRIレベルで評価する。また、引き続き新たな分子プローブとして組織化した 13C/15N-ラベル化ポリマーナノプローブの設計・合成を進める。
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| Causes of Carryover |
代表者の異動に伴う基金移管手続きのため次年度使用額が発生したが、研究は概ね計画通り順調に進んでいる。本研究には、プローブ分子の合成・機能評価に必要な有機合成試薬、安定同位元素試薬、生化学関連試薬、ガラス器具、培養関連プラスチック製品、実験動物等の消耗品が必須である。これらは年度を問わず購入せざるを得ないため、繰り越した研究費を次年度使用に充当することにより、本研究のより一層の進展を見込んでいる。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
研究費の使用計画に大きな変更はない。研究費はプローブ分子の合成・機能評価、培養細胞を用いる機能評価、実験動物を用いた機能評価に必要な消耗品の購入に充当し、その費目として計上している。また、研究遂行にあたり、関連研究を進めている国内外のグループと議論ならびに資料収集を行なう必要があり、その旅費を計上している。研究成果を海外論文誌に投稿するにあたり、外国語論文の校閲料、雑誌投稿費用を計上している。
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[Journal Article] Magnetic resonance imaging of tumor with a self-traceable phosphorylcholine polymer2015
Author(s)
Hisatsugu Yamada, Yoshinori Hasegawa, Hirohiko Imai, Yuki Takayama, Fuminori Sugihara, Tetsuya Matsuda, Hidehito Tochio, Masahiro Shirakawa, Shinsuke Sando, Yu Kimura, Akio Toshimitsu, Yasuhiro Aoyama and Teruyuki Kondo
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Journal Title
Journal of the American Chemical Society
Volume: 137
Pages: 799-806
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Presentation] 安定同位元素を集積した高分子ナノプローブによるがんの分子標的 MR イメージング2015
Author(s)
山田 久嗣, 長谷川 嘉則, 木村 祐, 今井 宏彦, 松田 哲也, 杤尾 豪人, 白川 昌宏, 山東 信介, 青山 安宏, 年光昭夫, 近藤 輝幸、宇都 義浩
Organizer
第17回癌治療増感研究シンポジウム
Place of Presentation
奈良県文化会館（奈良県奈良市）
Year and Date
2015-02-07 – 2015-02-07
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