ヘモグロビンを基盤とした次世代型高感度ナノMRI造影剤の開発

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本研究では、メトヘモグロビンの磁気共鳴イメージング (MRI) 検査用造影剤としてのproof of concept (POC; 概念実証) を得て、安全性と汎用性を両立したメトヘモグロビンを基盤とした全身MRI検査用造影剤を開発することを目的とする。2022年度には、メトヘモグロビンをリポソームに高濃度に封入したmetHb@Lipoを創製して、MRI造影効果をin vitroおよびin vivoで評価した。まず、混錬法により作製したヘモグロビン内封リポソーム (Hb@Lipo) に亜硝酸ナトリウムを添加することでmetHb@Lipoを作製し、物理化学特性 (粒子径、多分散指数、ζ-電位など) 及びリポソームの形状を動的光散乱法と透過型電子顕微鏡法によってそれぞれ評価した。その結果、metHb@Lipoは、粒子径が約200 nmの負電荷を帯びた球状のリポソームであった。また、正常細胞 (PC12細胞) を用いた細胞毒性評価や健常マウスを用いた安全性評価 (生化学パラメータ及び組織染色など) において、metHb@Lipoが有害作用を示す結果は得られなかった。そこで次に、メトヘモグロビン濃度依存的にmetHb@LipoのMRI緩和度 (縦緩和能と横緩和能) をin vitroで評価したところ、metHb@Lipoは陰性造影剤と同様の緩和能を示し、陰性造影剤として機能する可能性が明らかとなった。さらに、健常マウスにmetHb@Lipoを静脈内投与した後に全身MRI画像を取得したところ、心臓や下腹大腿動脈などの比較的に血流の多い部位において強いシグナルが検出された。以上の結果より、metHb@Lipoは血管造影剤として使用できる可能性が示され、メトヘモグロビンの全身MRI検査用造影剤としてのPOCを得た。