がんの血管構造を三次元・高精細に可視化

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がんには、膵臓がんやスキルス胃がんなど、抗がん剤が効きにくい部位がある。

これは、がん細胞の周囲に多くの間質細胞が存在していたり、線維化するなど、特殊な血管構造が形成されるためだ。その血管構造が、がん細胞をバリアーして増殖治療に対する抵抗性になると考えられる。また、がんには血管が少なく酸素が届きにくいものもある。

このようながんでは、薬剤・放射線の治療に抵抗性を獲得する細胞が発生し、再発・転移などの予後の悪化に繋がるとも指摘されている。

より高精度ながん治療の実現には、治療が困難となるがんの血管構造を治療前・治療中に観察することで、適切な治療方法を選択することが課題となっていた。

量子科学技術研究開発機構(量研)は6月6日、青木伊知男氏(量研QST未来ラボグループリーダー)と新田展大氏(同技術員)、原田雅史氏(徳島大学大学院医歯薬学研究部放射線医学分野教授)らか共同で行った研究によって、生体内のがん内部の血管構造を立体的・高精細に可視化し、治療中の血管構造の変化を安全かつ長期間追跡することに成功したことを発表した。

同研究成果は、国際的学術雑誌「Nanomedicine: Nanotechnology,Biology and Medicine」(電子話)に公開された。

高精度ながん治療実現の課題、「がん血管構造」の継続的な観察

従来、がんの診断に活用されるポジトロン断層画像法(PET)では、微細な血管構造を描出するには解像度が不足している。また、X線CTは、高解像度ではあるが、検査あたりの被ばく線量が多くなり、高頻度での撮影を行うことは推奨されていない。

「がんの血管構造」を安全かつ長期間にわたって観察する方法は従来の技術では困難であるとされてきた。

がん内部の小さな血管の立体構造も明瞭に描出

今回、同研究グループは、がんの内部の血管構造を50µm※の高解像度で、三次元的に可視化する技術を開発した。(※1µm=1mmの1/1000)

これは、高感度のナノ粒子型MRI造影剤、高磁場MRI(7テスラ=70000ガウス、高い信号が得られる)と特殊な受信コイル(ノイズ信号を少なくできる)を組み合わせたもの。

大腸がんを皮下に移植したマウスによる実験では、同技術によって、がんの内部の小さな血管の立体構造が明瞭に描出されたことを確認。

スニチニブ(がんの血管形成を抑制する抗がん剤)を投与したマウスのがん内部の血管構造の変化や、造影剤の分布を10日間追跡することにも成功したという。

「見ながら治療(Theranostics)」、未来の医療の実現貢献に期待

がん治療中の内部の変化を詳細に観察できるようになることで、その情報に基づいた治療効果の予測・評価が可能になる。

今回の成果は、がんの血管構造を継続的に観察することによって、がんの最適な治療を早期的に選ぶ一助になるものだ。

同研究グループでは、「見ながら治療(Theranostics)」という未来の医療の実現に対して、大きな貢献が期待できるとしている。

公開日 :2018.07.12 更新日 :2021.10.06

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