放射線治療後の口腔内の血液・リンパ管のマイクロ内視鏡モニタリング

Micro-endoscopic Monitoring in the Blood and Lymphatic Vessels of the Oral Cavity after Radiation Therapy.

• Mi Ran Byun
• Seok Won Lee
• Bjorn Paulson
• Sanghwa Lee
• Wan Lee
• Kang Kyoo Lee
• Yi Rang Kim
• Jun Ki Kim
• Jin Woo Choi

抄録

放射線治療は頭頸部がんや口腔がんの治療に世界的に使用されているが、細胞ストレスによる血管系や免疫反応への影響などの急性合併症を引き起こす。そのため、放射線治療中に副作用を診断し、リアルタイムで血管反応をモニターできることは、臨床や研究への応用に非常に有益であると考えられる。本研究では、最近開発された蛍光マイクロ内視鏡技術を用いて、細胞レベルでの非侵襲的かつ高解像度のリアルタイムイメージングを実現しました。さらに、高分解能イメージング技術とマイクロ内視鏡技術を応用し、GFP発現マウスモデルにおける副作用のモニタリングを改善することで、軽度の局所単分画、10Gyの放射線治療後10日間の口腔血管やリンパ管の変化をリアルタイムで定量化しています。蛍光マイクロ内視鏡検査は心血管系の回復と免疫応答の定量化を可能にし、この軽度の放射線治療後でも平均血流速度、リンパ流量、一過性の免疫浸潤の短期的な減少を示し、血管容量の長期的な減少に加えて、心血管系の回復と免疫応答の定量化を可能にしました。提供されたデータは、放射線治療後の動物疾患モデルにおける予想される細胞レベルの生理学的、心血管系および免疫系の変化の参考となり得る。

Radiotherapy, although used worldwide for the treatment of head, neck, and oral cancers, causes acute complications, including effects on vasculature and immune response due to cellular stress. Thus, the ability to diagnose side-effects and monitor vascular response in real-time during radiotherapy would be highly beneficial for clinical and research applications. In this study, recently-developed fluorescence micro-endoscopic technology provides non-invasive, high-resolution, real-time imaging at the cellular level. Moreover, with the application of high-resolution imaging technologies and micro-endoscopy, which enable improved monitoring of adverse effects in GFP-expressing mouse models, changes in the oral vasculature and lymphatic vessels are quantified in real time for 10 days following a mild localized single fractionation, 10 Gy radiotherapy treatments. Fluorescence micro-endoscopy enables quantification of the cardiovascular recovery and immune response, which shows short-term reduction in mean blood flow velocity, in lymph flow, and in transient immune infiltration even after this mild radiation dose, in addition to long-term reduction in blood vessel capacity. The data provided may serve as a reference for the expected cellular-level physiological, cardiovascular, and immune changes in animal disease models after radiotherapy.

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