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

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。

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。