炎症性筋疾患の非侵襲および高感度診断技術の開発

炎症性肌肉疾病无创、高灵敏诊断技术的开发

• 批准号: 22K07744
• 负责人: 水野 希
• 金额: $ 2.66万
• 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-22K07744/
• 关键词: 筋炎; 炎症; レドックス; DNP; ニトロキシルラジカル

炎症性筋疾患は筋繊維が障害され炎症により様々なメディエーターが活性化し、炎症細胞による多量の活性酸素（Reactive Oxygen Species:　ROS）が産生されることが知られている。難病疾患である筋ジストロフィーは骨格筋の壊死・再生を主病変とし筋の萎縮・筋力が低下する遺伝性筋疾患であり、持続的な炎症が主因となり骨格筋に様々な症状を有することが知られている。筋炎の診断には筋生検での炎症細胞の確認が必要であり侵襲的かつ苦痛を伴うため、経日的な検査は困難である。そのため、筋肉の炎症を高感度かつ非侵襲的に検査する技術の開発が望まれている。超偏極技術（DNP）は、電子スピンおよび核スピンの2つの量子の相互作用を利用して、MRIの感度を高め、MRIで酸化還元（レドックス）反応や、細胞死、癌代謝などを可視化できる新しい診断技術である。本研究では、DNP-MRIおよび炎症で産生される活性酸素との反応性を有するレドックス感受性DNP造影剤を用いた炎症性筋炎の高感度可視化法を開発し、筋ジストロフィーモデルマウスでの本法の有用性を実証することを目的として研究を進めている。初年度は、筋炎の計測のため、マウスの下肢に適合する局所高感度検出器の開発、炎症モデルの作製、さらには、ミトコンドリアとのプローブ反応性検討を実施した。

已知在炎症性肌肉疾病中，肌纤维受损，各种介质因炎症而被激活，炎症细胞产生大量活性氧（ROS）。肌营养不良症是一种无法治愈的疾病，是一种遗传性肌肉疾病，主要涉及骨骼肌的坏死和再生，导致肌肉萎缩和肌无力。众所周知，持续的炎症是导致骨骼肌出现各种症状的主要原因。肌炎的诊断需要在肌肉活检中确认炎症细胞，这是侵入性且痛苦的，使得日常检测变得困难。因此，需要开发一种高灵敏且非侵入性的肌肉炎症检测技术。超极化技术（DNP）利用电子自旋和核自旋两种量子的相互作用，提高MRI的灵敏度，可视化氧化还原反应、细胞死亡、癌症代谢等。这是一种新的诊断技术，可以在这项研究中，我们使用 DNP-MRI 和氧化还原敏感的 DNP 造影剂开发了一种高度灵敏的炎症性肌炎可视化方法，该造影剂与炎症中产生的活性氧发生反应，并在肌营养不良模型小鼠中证明了该方法的有效性。正在进行研究，目的是证明第一年，为了测量肌炎，我们开发了适合小鼠下肢的高灵敏度局部探测器，创建了炎症模型，并研究了探针与线粒体的反应性。

项目成果

Imaging tissue metabolism using dynamic nuclear polarization (DNP) MRI

使用动态核极化 (DNP) MRI 对组织代谢进行成像

• 发表时间: 2022
• 作者: Fuminori Hyodo;Masayuki Matuso
• 通讯作者: Masayuki Matuso

Development of low filed dynamic nuclear polarization (DNP)-MRI for large animals and imaging oxidative stress on acute hepatitis rats

大型动物低场动态核极化 (DNP)-MRI 的开发和急性肝炎大鼠氧化应激成像

• 发表时间: 2022
• 作者: Fuminori Hyodo;Hinako Eto;Tatsuya Naganuma;Abdelazim Elsayed Elhelaly; Masaharu Murata;Yoshifumi Noda;Hiroki Kato;Masayuki Matsuo
• 通讯作者: Masayuki Matsuo