MRI の感度は核スピンの向きの揃い具合を表す偏極率に比例します。これを1万倍以上高める超偏極技術は、投与した分子プローブの代謝イメージングを可能にし、抗がん剤治療の効果判定等の診断技術としてその応用が期待されています。従来法ではコストのかかる極低温条件が用いられていますが、私たちのチームで開発する室温超偏極は、ペンタセン等に誘起される光励起三重項状態が量子力学的な過程により磁場強度・温度に依存せずに高偏極率をもたらすことを利用した国内発の技術です。本技術開発により低コスト・省スペース化を実現し、その普及を目指しています。また、分子設計や量子符号の技術を駆使して長寿命かつ低毒性の新しい分子プローブの開発と、これによる新たな診断手法の実現を目指しています。
チームリーダー 高草木 洋一
メンバー
高草木洋一 チームリーダー
根来 誠 上席研究員
三枝 公美子 主幹研究員
高堂 裕平 主幹研究員
趙 治磊 主任研究員
小野 麻衣子 主任研究員
山下 晃矢 博士研究員
小林 竜馬 主任技術員
齋藤 圭太 主任技術員
中尾 素直 主任技術員
小畠 隆行 併任 (量医研 分イメ部 次長)
河野 玲奈 学振特別研究員
三浦 夏子 客員研究員
浦 朋人 協力研究員
大嶋 野歩 協力研究員
安井 博宣 協力研究員
齋藤 雄太朗 協力研究員
谷田部 浩行 協力研究員
寺内 勉 協力研究員
金子 大智 連携大学院生 (千葉大院 D2)
山本 絵理 派遣職員
小池 歩 派遣職員
志牟田 宜子 派遣職員
三宅 優子 派遣職員
山内 千嘉良 派遣職員
尾澤 芳和 派遣職員
TOPICS
プレスリリース
東京大学、大阪大学、岐阜大学と共同でプレスリリース（タイトル：量子センシング技術を活用した生体内における代謝反応の直接計測―急性腎障害のモデルマウスにおける腎臓での代謝反応の可視化に成功―）を発表しました。
高感度化信号の持続に影響する分子構造から、超偏極MRI装置を用いた生体内解析への応用が難しいとされていた、オリゴペプチド型の超核偏極 MRI 分子プローブの開発に世界で初めて成功した成果です。この薬剤を使い、抗がん剤の副作用の一つである急性腎障害モデルマウスの腎臓における代謝反応をMRIで可視化できました。
プレスリリースはこちら。
偏極装置 SpinAligner（QST 量子生命科学研究所に設置された国内1号機：写真）を用いて開発した分子プローブの1つであるグルタチオン型分子プローブの感度を一時的に10万倍以上に高め、実験に用いました。
＜論文情報＞
雑誌名：Science Advances
題 名：Directly monitoring the dynamic in vivo metabolisms of hyperpolarized 13C-oligopeptides
著者名：Yohei Kondo, Yutaro Saito, Tomohiro Seki, Yoichi Takakusagi, Norikazu Koyasu, Keita Saito, Jumpei Morimoto, Hiroshi Nonaka, Koichiro Miyanishi, Wataru Mizukami, Makoto Negoro, Abdelazim E. Elhelaly, Fuminori Hyodo, Masayuki Matsuo, Natarajan Raju, Rolf E. Swenson, Murali C. Krishna, Kazutoshi Yamamoto, Shinsuke Sando*
DOI：10.1126/sciadv.adp2533
URL：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adp2533
刊行物
量子生命科学の総説がThe Royal Society of Chemistry（英国王立化学会）発行の「Chemical Society Reviews」に掲載されました。
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最近の成果
- Ono M., Kono R., Takado Y. et al. Front Neuroimaging 2025
- Yukawa H., Takakusagi Y., Baba Y. et al. Chem Soc Rev 2025
- Kondo Y., Takakusagi Y., Saito K., Negoro M., Sando S. et al. Sci Adv 2024
- Fukazawa J., Miura N., Negoro M., Kagawa A. et al J Phys Chem Lett 2024
- Inukai M., Sato S., Miyanishi K., Negoro M. et al. J Am Chem Soc 2024
- Miyanishi K., Negoro M. et al. J Phys Chem Lett 2023
- Sato H., Negoro M., Inukai M. et al. J Phys Chem Lett 2023
- Kagawa A., Kitagawa M., Negoro M. et al. J Magn Reson 2023
- Takakusagi Y., Kobayashi R., Saito K. et al. Metabolites 2023
- Ura T., Hirano Y., Tamada T., Takakusagi Y. et al. Sci Rep 2023
- Saito Y., Yatabe H., Tamura I. et al. Sci Adv 2022
- Kondo Y., Nonaka H., Takakusagi Y., Sando S. Angew Chem Int Ed Engl (Review) 2021
QSTは多様な磁気共鳴（NMR、ESR、MRI等）装置と多彩な専門性を持つ研究者を集約した、共同利用・共同研究推進のためのシステム『スピン生命フロンティア（Spin-L）』にノード機関として参画しています。