量子センシング技術による生体内代謝計測の新たな進展について

量子センシング技術による生体内代謝計測の新たな進展

研究の背景と成果

東京大学大学院工学系研究科を中心とした研究チームが、世界で初めてオリゴペプチド型の超核偏極MRI分子プローブを開発しました。この技術により、生体内での代謝反応を直接評価できるようになりました。特に、急性腎障害のモデルマウスにおいて腎臓で発生する代謝反応の可視化に成功したことは、今後の医療技術における重要な進展とされています。

この成果により、高感度での診断や迅速な治療効果判定が期待されています。従来の技術では、オリゴペプチドを使った高感度の検出が難しいとされていましたが、今回の研究はその壁を打破しました。

具体的な技術の内容

研究グループは、実験的・計算的手法を駆使し、高感度化時間に関与する分子構造を精査しました。これにより、オリゴペプチド型の超核偏極MRI分子プローブが生体内で利用可能な形で開発されたのです。特に、グルタチオン型分子プローブは、特殊な偏極装置を用いて感度を一時的に10万倍以上に高めることに成功しました。

このプローブをマウスに投与し、急性腎障害によって誘発される腎臓の代謝反応を直接計測した結果、近位尿細管に局在するグルタチオン代謝酵素の活性低下や、腎臓への灌流低下が可視化されました。この技術の優れた点は、体内に自然に存在するオリゴペプチドを基盤にしているため、安全性も高いことです。

今後の期待と応用

開発された技術は、腎障害のみならず、さまざまな関連疾患の非侵襲的な診断手法として活用されることが期待されています。さらに、このアプローチは異なる分子プローブの設計指針にもなると考えられ、他の病気の早期診断や治療評価にも応用が広がるでしょう。

実際、この研究成果は2024年10月16日に「Science Advances」にも掲載される予定で、学術的な注目を集めることが期待されています。