量子超核偏极（顿狈笔）惭搁滨を用いた心不全の早期诊断法
心不全の早期治疗介入として期待
东海国立大学机构 岐阜大学大学院医学系研究科 放射線医学分野の松尾政之教授、Abdelazim Elhelaly講師、同大医学研究科腫瘍病理学分野の原明教授、富田弘之准教授（COMIT、創発研究者）、市橋昂樹大学院生、同大医学研究科薬理病態学分野の兵藤文紀教授（COMIT、創発研究者）らの研究グループは、量子超核偏極MRI（in vivo DNP-MRI※1）を用い、ドキソルビシン※2投与心不全モデルマウスにおいて、心不全の原因の一つとされる活性酸素（ROS）※3に伴うレドックス状態の変化を、心機能低下や組織変化が現れる前の"超早期"の検出に成功しました。本成果は、心不全の早期発見や早期治療介入の支援に加え、ＲＯＳやミトコンドリアを標的とする新規治療法の開発への応用が期待されます。
心臓の状态を评価する検査としては、心エコーや冠动脉颁罢などの画像検査、あるいは心筋细胞を顕微镜で観察する心筋生検などがあります。しかし、これらは主に心机能や形态の変化を捉える方法であり、病态の初期段阶では异常を検出しにくいという课题があります。高齢化に伴い心不全患者の増加が指摘される中、より早期に病态変化を捉える诊断法の开発が求められています。
本研究では、活性酸素と反応する造影プローブを用いたin vivo DNP-MRIにより、心筋細胞の機能低下や形態変化が現れる前の段階で、心臓内のレドックス状態の変化を検出できるかを検討しました。その結果、ドキソルビシン投与30分後という極めて早い段階で、心ミトコンドリア※4由来の活性酸素の発生を示唆する信号変化を捉えました。一方で同時点では、ミトコンドリア機能低下や心筋細胞の明らかな形態変化は認められませんでした。これらの結果から、in vivo DNP-MRIは心機能低下や組織学的変化に先立って心臓内の活性酸素増加を可視化できる可能性が示され、心不全の"超早期徴候"を捉える新しいイメージングバイオマーカー※5としての応用が期待されます。
本研究は主に、日本学术振兴会科学研究费补助金「超偏极惭搁滨を用いた薬剤の心毒性评価方法の开発」（25碍19414、19贬03358）、国立研究开発法人科学技术振兴机构（闯厂罢）の创発的研究支援事业（闯笔惭闯贵搁2168、闯笔惭闯贵搁220奥）、文部科学省の光?量子飞跃フラッグシッププログラム（蚕-尝贰础笔）（闯笔惭齿厂0120330644）、の支援を受けて行った研究です。
本研究成果は、Society for Redox Biology and MedicineとMedicine and the Society for Free Radical Research-Europeの共同学術雑誌「Redox biology」に掲載されました（2026年3月11日）。
本研究のポイント
- 超偏极化惭搁滨を活用し、心不全の早期の徴候を可视化する新规手法を开発
- 心ミトコンドリアの机能低下や心筋细胞の変性が出现する前に、心不全の原因となる活性酸素を検出
- 心不全の早期治疗介入や新规治疗薬の开発の一助として期待
详しい研究内容について
论文情报
- 雑誌名：Redox biology
- 论文名：In Vivo Dynamic Nuclear Polarization Magnetic Resonance Imaging Reveals Cardiac Mitochondrial Redox Imbalance as an Early Indicator of Heart Failure
- 着 者：Koki Ichihash, Fuminori Hyodo, Abdelazim Elsayed Elhelaly, Hiroyuki Tomita, Shoya Shiromizu, Keita Fujimoto, Hirohiko Imai, Yoshifumi Noda, Hiroki Kato, Akira Hara, and Masayuki Matsuo
- 顿翱滨：
用语解説
- 1) In vivo DNP-MRI（生体内動的核偏極-磁気共鳴画像化法）
活性酸素と反応する造影剤によって、主に体内の水分子の水素原子（１贬）由来の増幅した核スピン情报を元に、体内の臓器の解剖学的情报を可视化する量子超核偏极惭搁滨技术。 - 2) ドキソルビシン
抗がん剤の一种で、副作用として心臓の働きが低下することが知られている。マウスを用いた研究では、心不全のモデルを作るために用いられる。 - 3) 活性酸素
反応性の高い酸素原子を持つ分子の総称。过剰に产生されると细胞を伤つけ、心不全などの疾患に関与すると考えられている。 - 4) ミトコンドリア
细胞内に存在し、活性酸素の产生に関与する。机能异常は心不全などの疾患と関连すると考えられている。 - 5) イメージングバイオマーカー
病気の情报を画像化し治疗効果や治疗戦略の指标とすること。 - 6) 光学顕微鏡
一般的な顕微镜。细胞の形态を评価するために広く用いられている。 - 7) 電子顕微鏡
电子线を用いた顕微镜。光学顕微镜では确认できない微细な构造を観察することができる。 - 8) レドックスマップ
In vivo DNP-MRIの画像を元に作られる。活性酸素の存在や位置情報を画像に落とし込んだもの。
