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

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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。