超偏極MRIと高磁場NMRを用いた腫瘍内レドックス代謝機構の解明

使用超极化 MRI 和高场 NMR 阐明肿瘤内氧化还原代谢机制

• 批准号: 22K07247
• 负责人: 野澤 麻枝
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Gifu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K07247/
• 关键词: 超偏極; レドックス; NMR; メタボロミクス; 癌; DNP; 高磁場NMR

腫瘍は細胞内の異常な代謝やがん遺伝子シグナルにより活性酸素（ROS）レベルは増加し、　酸化還元（レドックス）状態の生体適合のため、抗酸化活性が著しく高まる異常なレドックス状態を形成している。我々はこれまでにレドックスを指標とする腫瘍の早期診断および治療効果の早期評価技術への展開を目指した研究を推進し、レドックス感受性電子スピンプローブ（CmP）による早期のレドックス変動を磁気共鳴装置（MRI/DNP-MRI）での可視化に成功した。しかしながら、CmPの検出に寄与する腫瘍内のレドックス分子の動態は不明である。すなわち、CmPが描写する腫瘍内レドックス異常についてCmPのレドックス代謝機構を腫瘍内レドックス分子と関連付け解析することで、生体レドックスイメージングでの診断におけるレドックス反応の本質が理解でき、そのレドックス分子・機構を指標とする新たな診断・治療計画への展開が期待できる。そこで、本研究では非侵襲的に腫瘍のレドックス代謝を可視化する超偏極MRI/CmP技術と800MHz高磁場NMRを用いたプローブ代謝および腫瘍内レドックス分子に特化したレドックスメタボロミクスを構築し、生体計測での腫瘍内レドックス変動分子のメカニズム解明を目的として研究を推進した。初年度は、膵癌移植モデルマウスを作製して腫瘍のレドックス状態を可視化するとともに、CmPとの反応にによる代謝物解析のためNMR計測の条件検討を実施した。

在肿瘤中，由于细胞内代谢和癌症基因信号异常，活性氧（ROS）水平增加，并且由于氧化还原状态的生物相容性，形成异常氧化还原状态，从而显着增加抗氧化活性。我们一直在进行旨在开发肿瘤早期诊断技术和使用氧化还原作为指标的早期评估治疗效果的研究，并取得了成功。然而，肿瘤内有助于 CmP 检测的氧化还原分子的动态尚不清楚。换句话说，通过分析CmP与瘤内氧化还原分子相关的氧化还原代谢机制，了解CmP所描绘的瘤内氧化还原异常，我们可以通过生物氧化还原成像来理解氧化还原反应的本质，并以氧化还原分子和机制为指标希望这将带来新的诊断和治疗计划。因此，在本研究中，我们利用超极化MRI/CmP技术和800MHz高场NMR构建了专门针对探针代谢和肿瘤内氧化还原分子的氧化还原代谢组学，以非侵入性地可视化肿瘤氧化还原代谢，并进行了生物学测量。阐明瘤内氧化还原波动分子的机制。第一年，我们创建了胰腺癌移植模型小鼠，以可视化肿瘤的氧化还原状态，并检查了 NMR 测量条件，以分析与 CmP 反应产生的代谢物。

项目成果

Usage of Dissolution Dynamic Nuclear Polarization Magnetic Resonance Spectroscopy Depicts Efficacy of Chemotherapeutic and Radiotherapeutic anticancer interferences

使用溶解动态核极化磁共振波谱描述化疗和放疗抗癌干扰的功效

• 发表时间: 2022
• 作者: 'Abdelazim Elsayed Elhelaly;Fuminori Hyodo;Norikazu Koyasu;Hiroyuki Tomita;Masaharu Murata;Yoshifumi Noda;Hiroki Kato;Masayuki Matsuo
• 通讯作者: Masayuki Matsuo

Application of Hyperpolarized 13C Pyruvate Magnetic Resonance Spectroscopy for Monitoring Epilepsy

超极化13C丙酮酸磁共振波谱在癫痫监测中的应用

• 发表时间: 2022
• 作者: Abdelazim Elsayed Elhelaly;Fuminori Hyodo;Norikazu Koyasu;Masayuki Matsuo
• 通讯作者: Masayuki Matsuo