高磁場MRIによる血液脳関門と血液腫瘍関を理解するための三次元教材の作成

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本研究では、血液と脳との間において物質交換を制限する機構である血液脳関門(BBB)や血管と腫瘍細胞との間に間質系細胞の増加や繊維化によって薬剤送達の障壁となる血液腫瘍関門(BTB)の働きや薬剤による透過性の違いを視覚的で理解しやすい三次元動画教材を作成することを目標とし、(1)高磁場MRIによる撮影法、および各種造影剤を用いて微細なマウス脳血管の画像化の検討を行なうとともに、(2)マウスにてマンニトールによるBBBの一過性破綻方法の確立とMRIによる破綻部位の可視化を行なった。(1)7T-MRIに高感度冷却コイルを併用し、造影剤投与前、投与直後、投与1時間後の3D MRA (MR Angiography)画像を取得した。低分子造影剤Gd-DTPA(マグネビスド、バイエル薬品株式会社、日本)投与では、投与直後、皮膚や筋組織での信号が上昇し、投与1時間後には、投与前とほぼ同様の画像に戻った。このとき、皮膚や筋組織での信号上昇はMIP画像処理時における血管の描出を不明瞭にした。ナノ粒子造影剤Gadolisome^<TM>(ガドリゾーム^<TM>、DSファーマ、日本)投与群では、投与直後から、投与前には観察されなかった微小血管が多く描出され、投与後1時間後も同様のコントラストを観察することができた。ナノ粒子造影剤の投与前、投与直後に得られた画像を画像処理することで、in vivoで脳血管3Dモデル、腫瘍血管3Dモデルを作成した。目標とする三次元動画教材作成のため手法の確立とともに基盤となるデータの取得に成功した。(2)より安定かつ効率的にBBBを破綻させるために頸動脈経由での25%マンニトール投与法を検討し、その後、透過性の変化を観察するために低分子MR造影剤として30mM塩化マンガンを投与、7T-MRIにてT1強調撮影を行った。投与量、投与回数を変えて実施した結果、マウス脳T1強調画像において、視床下部から皮質にかけて広い範囲でBBBの破綻を示す造影剤の取り込みが観察された。薬剤投与側の脳、全体に高信号が観察されたが、一部、不均一な領域も生じた。