脳腫瘍病態における血液腫瘍関門の薬剤透過性の差異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、脳腫瘍における血液脳関門(BBB)や血液腫瘍関門(BTB)の働きや薬剤による透過性の違いを、高磁場MRIを用いた動画教材を作成し、薬剤到達が困難な脳腫瘍に対する理解を深めることを目的に、(1) マウス脳腫瘍モデルにおいて、粒径の異なる造影剤を投与し、得られた画像から脳腫瘍の血管間隙の大きさを検討、(2) ラット脳腫瘍モデルにおいて、マンニトールによるBBBを破綻させる手法を応用し、BTBを浸透圧による破綻を試み、腫瘍の薬剤到達範囲の変化を検討した。(1) マウス脳腫瘍モデルに対し、7T-MRIを用い、尾静脈から低分子錯体造影剤Gd-DTPA、高分子MR造影剤としてDextranにGd錯体を担持したDex-Gd(10k Da)、Dex-Gd(150k Da)、ナノ造影剤としてリポソーム型造影剤を投与し、投与前後と1時間後のT1強調画像を取得、視覚教材を作成した。Gd-DTPAでは投与直後に腫瘍全体の信号が上昇し、投与1時間後には、投与前とほぼ同様の信号強度に戻った。Dex-Mn(10K)では、直後に腫瘍輪郭のみ造影され、1時間後には腫瘍全体に信号上昇が観察された。一方、Dex-Mn(150K)とリポソーム群では、直後から1時間後に渡って血管造影は見られたが、腫瘍組織での信号増強は見られなかった。(2) ラット脳腫瘍モデルに対し、尾静脈からリポソーム型造影剤を投与し、頸動脈経由での25%マンニトール投与、その前後での信号変化を7T-MRIにて観察した。投与前、直後、マンニトール投与直後、造影剤投与1時間後の4ポイントでT1W画像を撮影し視覚教材を作成した。その結果、マンニトール投与前後で腫瘍信号に著しい変化は見られなかった。以上の事から、脳腫瘍モデルを用いた基盤技術を確立し、BBBおよびBTBの性状を反映した三次元教材の初期データを取得した。また脳腫瘍への血管透過性を検討する手法を確立した。