Research press release

画像化法:MRI用トレーサーの改良

Nature Communications

Imaging: Improving MRI tracers

MRIの検出感度を高めるトレーサー分子の寿命を従来の数秒から数時間まで延ばす方法について報告する論文が掲載される。既存のMRI用トレーサーは使用場所で調製されているが、この新しい手法によって、トレーサーを大量に調製してから病院に搬送できるようになる。

この新しいプロセスは、「動的核スピン偏極法」と呼ばれ、磁気共鳴画像(MRI)装置のトレーサー分子として従来品の1万倍の感度を有する「超偏極」トレーサー分子を調製できる。ところが、超偏極トレーサーの実用化は、短い偏極寿命(30~60秒)のために制約を受けてきた。このトレーサーの使用直前に複雑な手順を踏んでトレーサー調製を行わなければならないのだ。

また、現行の方法では、トレーサー分子を別の偏極剤と混ぜる必要がある。そうすることで、プロセスの効率を高めることができるが、この密接な接触のために偏極寿命を短縮する相互作用が起きてしまう。今回、Sami Janninの研究チームは、もっと間接的な方法を用いることで、トレーサーと偏極剤を微視的に分離した状態に置きつつ、超偏極を生成できることを示している。この新しい方法は、破壊的な相互作用を回避するものであり、Janninたちはこの方法を用いて、5時間超の寿命を有する超偏極トレーサーの調製と保管、輸送を実証した。

現在のところ、新しい方法で実現される偏極レベルは、現行の方法より低く、Jannin たちは、臨床研究で最も一般的に用いられる超偏極トレーサー(ピルビン酸ナトリウム)の輸送の実証に成功していない。しかし、この新しい方法の開発に成功すれば、超偏極トレーサーを1つの施設で集中的に製造して、必要な場所に輸送できるようになり、科学的な応用や臨床応用における実用性が高まる可能性がある。

A method that extends the lifetime of MRI-enhancing molecular tracers from seconds to hours is reported in Nature Communications. The new technique could allow the tracers to be prepared in bulk and transported to hospitals, rather than having to prepare them at the point of use, which is the current practice.

Through a process called dynamical nuclear polarization it is possible to prepare ‘hyperpolarized’ tracer molecules to which magnetic resonance imaging (MRI) machines are 10,000 times more sensitive than regular molecules. However, practical applications of hyperpolarized tracers have been limited by the short polarization lifetime (30-60 seconds), which means the complicated preparation procedure must be performed immediately before use.

With current methods, the tracer molecules must be mixed with a separate polarizing agent, which makes the process efficient but the close contact leads to interactions that cause the short polarization lifetime. Sami Jannin and colleagues demonstrate that by using a more indirect method hyperpolarization can be produced while keeping the tracer and polarizing agent microscopically separate. Their approach avoids the destructive interactions and allows them to demonstrate the preparation, storage and transport of hyperpolarized tracers with lifetimes that exceed five hours.

Currently, the polarization levels achieved by this method are lower than produced with existing techniques and the authors were unable to successfully demonstrate transport of the most common hyperpolarized tracer in clinical studies, sodium pyruvate. However, if developed successfully, the new approach means that hyperpolarized tracers could be prepared at a central facility and transported where needed, making scientific and clinical applications more practical.

doi: 10.1038/ncomms13975

「Nature 関連誌注目のハイライト」は、ネイチャー広報部門が報道関係者向けに作成したリリースを翻訳したものです。より正確かつ詳細な情報が必要な場合には、必ず原著論文をご覧ください。

メールマガジンリストの「Nature 関連誌今週のハイライト」にチェックをいれていただきますと、毎週最新のNature 関連誌のハイライトを皆様にお届けいたします。

「注目のハイライト」記事一覧へ戻る

プライバシーマーク制度