【QST／日本酸素】“超偏極MRI技術”を開発‐肝臓の酵素活性低下を可視化

　量子科学技術研究開発機構（QST）量子生命科学研究所量子生命スピングループの高草木洋一グループリーダーらと、日本酸素イノベーションユニットSI事業部SIイノベーションセンターSI開発課の池田明夏里氏、金子大智氏（兼千葉大学大学院融合理工学府先進理化学専攻量子生命科学コース）らの研究グループはこのほど、肝臓の酵素であるパラオキソナーゼ（PON）活性を生体内で直接検出する新しい超偏極MRI分子プローブの開発に成功した。

　代謝機能異常関連脂肪性肝疾患（MASLD）は、成人の約3人に1人が持つ生活習慣病で、近年では高度肥満だけではなく痩せ型脂肪肝も問題とされている。MASLDの一部では重症化し、脂肪肝炎（MASH）3）や肝線維化を経て、肝硬変や肝がんへと進行する。

　PONは、これらの脂質代謝異常に関わる重要な酵素だが、生体環境の影響を強く受けるため、これまでの血液検査などの体外診断法では生体内での働きを正確に評価することができなかった。

　超偏極MRIは、近年注目されている量子センシング技術で、ある特定の物質（分子プローブ）に対するMRIの感度を一時的に数万倍以上に上昇させることによって、生体内で働いている酵素の活性を、生体を傷つけることなくそのまま体外から計測するもの。

　今回の研究では、超偏極MRI技術をPONへ適用し、その働きを体外から検出する分子プローブとして、PONの反応基質の一つであるメバロノラクトンを13核Cで標識した［1-13C］メバロノラクトンを創製した。

　この分子プローブを超偏極装置で高感度化し、実験用マウスの尾静脈より速やかに投与すると、感度の低い通常MRIでは検出困難な生体内PON活性を約23万倍の超高感度、かつ約20秒の短時間の画像スキャンで非侵襲的に捉えることに成功した。

　さらに、この分子プローブをMASLDやMASHを誘発したモデルマウスに適用することで、病気の進行に伴うPON活性の低下を超高感度かつ短時間に可視化・定量化することを実現した。

　この超偏極MRI技術は、今後、PON活性の関与する脂質代謝異常やその他の生活習慣病の早期発見につながる新しい診断法として、その社会実装が期待される。

　同研究は、英国王立化学会が刊行する専門誌「Sensors & Diagnostics」で、10月13日に早期公開版がオンライン公開されており、正式版は11月12日にオンライン掲載される予定になっている。