Development of shortwave infrared fluorescence molecular imaging for optical diagnostics of human breast cancer

开发用于人类乳腺癌光学诊断的短波红外荧光分子成像

• 批准号: 22H03930
• 负责人: 神 隆
• 金额: $ 11.15万
• 依托单位: Institute of Physical and Chemical Research
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 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/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H03930/
• 关键词: 短波赤外; 蛍光; 生体イメージング; 乳がん; ヒト乳がん; 光診断; 生体蛍光イメージング; 非侵襲イメージング; 分子イメージング; 生体の第２光学窓; 短波赤外蛍光

生体を個体レベルで非侵襲イメージングする方法として、MRI, X線CT, PET（陽電子放出断層撮影）等はすでに悪性腫瘍の検出や血管造影など臨床画像診断法として実用化されていますが、これらの非侵襲イメージング法では、空間分解能や安全性の面でいくつかの問題があります。たとえば、MRIは比較的高い空間分解能（最高で約50ミクロン）を有しますが、時間分解能(秒から分のオーダー)が低いため、ダイナミックな生命現象をとらえるのは困難です。また、X線CT、PETでは、放射性同位体を含む造影剤を用いるため、長時間にわたるイメージングには適しません。現在考えられるイメージング用のモダリティーの中で生きた個体中での動的な生命現象を可視化するのに最も適しているのが、短波赤外光を使った非侵襲イメージングです。短波赤外領域（波長0.9-1.4ミクロン、生体の第2光学窓）での蛍光イメージングは、生体組織での吸収・散乱が非常に小さく、また自家蛍光もほとんどないため、従来の近赤外蛍光イメージング（波長0.7-0.9ミクロン、生体の第１光学窓）に比べ格段に鮮明な生体深部画像が得られます。ここ数年、世界的にも短波赤外蛍光イメージングのヒトへの応用を目指した技術開発が活発になっていますが、いまだ実用化に至っておりません。その最大の理由は、生体親和性の高い短波赤外蛍光色素プローブ及びこれを用いた分子イメージング技術の開発が遅れていることです。短波赤外領域での生体イメージングには、細胞毒性のない短波赤外蛍光プローブの開発が必須であり、私たちは、2021年、インドシアニングリーン（ICG）色素をベースにした安全性の高い短波赤外有機色素の開発に成功しました。研究では、この研究成果をもとに、ヒト早期乳がんの光診断のための短波赤外蛍光プローブを開発しました。

In vivo, MRI, X-ray CT, PET (positron emission tomography), etc. are used to detect and diagnose noninvasive tumors. Compared with MRI, the high spatial resolution energy (the highest is about 50 minutes) has a low spatial resolution energy, and the high temporal resolution energy (the second is about 50 minutes) has a low spatial resolution energy. X-ray CT, PET, radioisotope, radioisotope Now consider the use of short-wave infrared light to visualize dynamic life phenomena in individuals. Short wavelength infrared region (wavelength 0.9-1.4, second optical wavelength of living body), absorption and scattering of living body tissue are very small, self-absorption and near-infrared region (wavelength 0.7-0.9, first optical wavelength of living body) are bright and deep in living body. In the past few years, the world's technological development for the use of short-wave infrared optical equipment has been active and practical. The main reason for this is the development of high-and medium-wavelength fluorescent pigments for biological affinity and the use of molecular technology. In 2021, we successfully developed a safe, high-wavelength organic pigment called ICG. The results of this research are as follows: 1. Early diagnosis of breast cancer by short-wave infrared spectroscopy

项目成果

Short-Wavelength Infrared Windows for Biomedical Applications (Chap 7)

用于生物医学应用的短波长红外窗口（第 7 章）

• 发表时间: 2022
• 作者: T. Iida;S. Kiya;K. Kubota;A. Seiyama;T. Jin;and Y. Nomura
• 通讯作者: and Y. Nomura

A near-infrared fluorescent long-chain fatty acid toward optical imaging of cardiac metabolism in living mice

• DOI: 10.1039/d2an00999d
• 发表时间: 2022-08-24
• 期刊: ANALYST
• 影响因子: 4.2
• 作者: Swamy，Mahadeva M. M.;Zubir，Mohamad Zarif Mohd;Jin，Takashi
• 通讯作者: Jin，Takashi

Bioluminescence, 4th ed. 2022 (PART I-5)

生物发光，第四版。

• 发表时间: 2022
• 作者: T. Iida;S. Kiya;K. Kubota;A. Seiyama;T. Jin;and Y. Nomura;石島歩;Setsuko Tsuboi and Takashi Jin
• 通讯作者: Setsuko Tsuboi and Takashi Jin