ナノメディスンと超偏極希ガスMRIの融合による超高感度肺癌検出システムの開発

纳米医学与超极化稀有气体MRI相结合开发超灵敏肺癌检测系统

基本信息

批准号：
20H04516
负责人：
木村敦臣
金额：
$ 10.82万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

超偏極キセノン（HPXe）MRIは近年臨床応用が始まった新しい画像診断技術であり、現在も目覚ましい発展を遂げている。一方で、早期肺癌に関しては癌組織に溶解したHPXeの緩和時間や化学シフト等のMRI特性に乏しいことから、本技術を用いた診断は進展していない。そこで我々は、磁性ナノ粒子である酸化鉄ナノ粒子を肺癌組織に送達させイメージングを行う造影HPXe MRIを着想した。本年度では葉酸修飾酸化鉄ナノ粒子(FA@Dex-IO NPs)を合成し、HPXe MRIにおける造影効果・体内動態について、酸化鉄ナノ粒子(PEG-IO NPs)と比較・検討することとした。実験では、雄性ddYマウスを(ⅰ)FA@Dex-IO NPs群：肺癌誘発のためウレタン(500mg/kgBW)を腹腔内投与した3.5か月後にFA@Dex-IO NPs造影、(ⅱ) PEG-IO NPs群：同様にウレタン投与3.5か月後にPEG-IO NPs造影、の計2群に分類した。FA@Dex-IO NPsはデキストラン被覆した後、葉酸修飾したものを、PEG-IO NPsはPEG化されたものを使用した。これらを2群に対して尾静脈投与し、投与前・3時間後・6時間後・24時間後において、HPXeを自発呼吸下でマウスに吸入させ MRI撮像を行った。以上の実験の結果、FA@Dex-IO NPs群では投与３時間後、6時間後に癌を含む部位の信号が有意に低下し、24時間後についても有意な低下がみられた。PEG-IO NPs群では投与3～6時間後に癌を含む部位の信号が有意に低下したが、投与24時間後には信号が回復した。以上より、HPXe MRIにおいて酸化鉄ナノ粒子は肺癌に集積し造影効果があること、さらにこれを葉酸修飾することによってより高い造影効果をもつことが確認できた。

超极化氙气（HPXe）MRI是一种新的诊断成像技术，最近开始应用于临床，并且仍在取得显着进展。另一方面，由于溶解在癌组织中的HPXe的弛豫时间和化学位移等MRI特性较差，因此利用该技术对早期肺癌的诊断尚未取得进展。因此，我们构想了对比增强 HPXe MRI，它通过将氧化铁纳米颗粒（磁性纳米颗粒）递送至肺癌组织来进行成像。今年，我们决定合成叶酸修饰的氧化铁纳米颗粒（FA@Dex-IO NPs），并比较和检查其与氧化铁纳米颗粒（PEG-IO NPs）在HPXe MRI中的对比效果和药代动力学。实验中，雄性ddY小鼠（ⅰ）FA@Dex-IO NPs组：腹腔注射乌拉坦（500 mg/kg BW）诱导肺癌后3.5个月，FA@Dex-IO NPs成像，（ⅱ）PEG- IO NP 组：类似地，在施用氨基甲酸乙酯 3.5 个月后对 PEG-IO NP 进行成像。 FA@Dex-IO NPs 用葡聚糖包被，然后用叶酸修饰，并对 PEG-IO NPs 进行聚乙二醇化。通过尾静脉对两组进行给药，并在自主呼吸下将 HPXe 吸入给药前、给药后 3 小时、6 小时和 24 小时，拍摄 MRI 图像。上述实验的结果是，在FA@Dex-IO NPs组中，在给药后3和6小时，含癌部位的信号显着降低，24小时后也观察到显着降低。在PEG-IO NPs组中，给药后3至6小时内含癌部位的信号显着下降，但给药后24小时信号恢复。由上可知，氧化铁纳米颗粒在肺癌中蓄积，在HPXe MRI中具有对比度增强效果，并且当用叶酸修饰时，具有更高的对比度增强效果。

项目成果

期刊论文数量（7）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Inflammation during Lung Cancer Progression and Ethyl Pyruvate Treatment Observed by Pulmonary Functional Hyperpolarized 129 Xe MRI in Mice.

通过小鼠肺功能超极化 129 Xe MRI 观察肺癌进展和丙酮酸乙酯治疗期间的炎症。

DOI：
10.1155/2021/9918702
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Kimura A*; Utsumi S; Shimokawa A; Nishimori R; Stewart NJ; Kamada Y; Imai H; Fujiwara H.
通讯作者：
Fujiwara H.

Targeted Imaging of Lung Cancer with Hyperpolarized 129Xe MRI Using Surface-Modified Iron Oxide Nanoparticles as Molecular Contrast Agents

使用表面改性氧化铁纳米颗粒作为分子造影剂，通过超极化 129Xe MRI 对肺癌进行靶向成像

DOI：
10.3390/cancers14246070
发表时间：
2022-12-09
期刊：
Cancers
影响因子：
5.2
作者：
Kimura A;Utsumi S;Shimokawa A;Nishimori R;Hosoi R;Stewart NJ;Imai H;Fujiwara H
通讯作者：
Fujiwara H

Inflammation during Lung Cancer Progression and Ethyl Pyruvate Treatment Observed by Pulmonary Functional Hyperpolarized 129 Xe MRI in Mice.

通过小鼠肺功能超极化 129 Xe MRI 观察肺癌进展和丙酮酸乙酯治疗期间的炎症。

DOI：
10.1155/2021/9918702
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Kimura A*; Utsumi S; Shimokawa A; Nishimori R; Stewart NJ; Kamada Y; Imai H; Fujiwara H.
通讯作者：
Fujiwara H.

超偏極129Xe MRIによるピルビン酸エチルの早期肺癌治療効果の観察

超极化129Xe MRI观察丙酮酸乙酯治疗早期肺癌的疗效