動的核偏極‐核磁気共鳴法による新規心筋梗塞診断法の開発

动态核极化-核磁共振诊断心肌梗死新方法的开发

基本信息

批准号：
12J06035
负责人：
土谷享
金额：
$ 2.32万
依托单位：
The University of Tokyo (2014)Kyushu University (2012-2013)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2012
资助国家：
日本
起止时间：
2012-04-01 至 2015-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

動的核偏極-核磁気共鳴法による心筋梗塞診断法を目指した分子プローブの開発を行っている。分子プローブを標的部位に送達する分子として、平成25年度より核酸ナノ構造体に着目し、研究を遂行している。平成26年度は引き続きがんモデルマウスを用いた体内動態評価行い、人工核酸による核酸ナノ構造体の機能を評価した。分子プローブのモデル分子として蛍光基を人工核酸に修飾してがんモデルマウスに尾静脈投与し、主要臓器への核酸ナノ構造体の集積量を評価した。その結果、投与4時間経過後に主要から蛍光を確認した。しかし、一方で、1本鎖の人工核酸を投与した場合も同様に腫瘍から蛍光が得られ、構造体形成による分子サイズの増大の影響は見られなかった。腫瘍への蓄積は分子のサイズ依存性があり、一般的に60塩基程度の1本鎖DNAはサイズが小さく腫瘍へ蓄積せずに腎臓を経由して排泄されると考えられている。そこで、1本鎖DNAと核酸ナノ構造体が同じ体内動態を示した原因を追求するため、1本鎖DNAをがんモデルマウスに投与し、投与直後の血液中のDNA量をリアルタイムPCRにより定量評価した。その結果、人工核酸を用いた場合でも1本鎖DNAは血液中ですぐに分解されてしまうことが示唆された。1本鎖DNAを投与した場合でも蛍光が腫瘍から確認されたのは、分解後、フラグメント化したDNAと蛍光基のコンジュゲートが腫瘍に集積したことを示している。本研究は、核酸の体内動態の厳密な評価法を提案し、また、短い人工核酸と分子プローブのコンジュゲートを合成することで標的疾患へと分子プローブを送達できることを示唆している。核磁気共鳴を利用した分子プローブを標的部位に送達する技術は非常に重要である。本研究で用いた人工核酸によるナノ構造体等を用いることで、分子プローブを標的へと選択的に送達することができれば、より効果的な疾病診断が可能になると考えられる。

我们正在开发旨在使用动态核极化核磁共振诊断心肌梗塞的分子探针。自2013年以来，我们一直在进行关注核酸纳米结构的研究，作为将分子探针传递到靶位点的分子。 2014年，使用癌症模型小鼠继续使用体内动力学来评估使用人造核酸的核酸纳米结构的功能。将荧光组修改为人造核酸作为分子探针的模型分子，并在尾静脉中给予癌症模型的小鼠，并评估了主器官中核酸纳米结构的积累。结果，给药4小时后，从主体确认荧光。但是，另一方面，当给单链人造核酸施用时，以相同的方式从肿瘤中获得荧光，并且没有观察到由于结构形成而导致的分子大小增加的影响。肿瘤中的积累取决于分子的大小，通常认为单链的DNA大约60个碱基的大小很小，并且不会在肿瘤中积聚，并且通过肾脏排泄。因此，为了找出为什么单链DNA和核酸纳米结构表现出相同的体内动力学，将单链DNA施用到癌症模型小鼠中，以及在给药后立即通过实时PCR定量评估血液中的DNA量。结果表明，即使使用人造核酸，单链DNA也会在血液中迅速分解。即使在施用单链DNA时，也会从肿瘤中确认荧光，表明降解后，碎裂的DNA和荧光组的结合物在肿瘤中积累。这项研究提出了对核酸体内动力学的严格评估，并表明可以通过合成短人造核酸和分子探针的偶联物来将分子探针传递到目标疾病。使用核磁共振传递分子探针向靶位点传递分子探针的技术非常重要。据认为，通过使用本研究中使用的人造核酸等纳米结构，如果可以选择性地将分子探针传递到靶标，则可以更有效地诊断疾病。