光クリアリングにおける磁気共鳴造影剤。マルチモーダル組織イメージングへの展望

Magnetic Resonance Contrast Agents in Optical Clearing: Prospects for Multimodal Tissue Imaging.

• Daria K Tuchina
• Irina G Meerovich
• Olga A Sindeeva
• Victoria V Zherdeva
• Alexander P Savitsky
• Alexei A Bogdanov
• Valery V Tuchin

抄録

低分子量常磁性磁気共鳴造影剤の局所適用により、ex vivoおよびin vivoで皮膚の光学的クリアリング効果が得られた。このような新規性はこれまでに探索されたことがありませんでした。臨床的に使用されている3種類の磁気共鳴造影剤（Gadovist®、Magnevist®、Dotarem®）とX線造影剤Visipaque®のマウス皮膚における拡散係数をコリメート透過率を用いて測定したところ、(4)のようになりました。29±0.39）×10cm/sec、（5.00±0.72）×10cm/sec、（3.72±0.67）×10cm/sec、（1.64±0.18）×10cm/secであった。ガドブトロール(Gadovist®)の適用は、一般的に、試験した他の造影剤よりも優れており、達成することができた効率的な光学的クリアリングをもたらした。1)生体外での塗布後10分で透過率が12倍以上に増加したこと、2)光コヒーレンス・トモグラフィーで得られた皮膚構造の画像が著しく改善されたこと、3)生体内での皮膚への塗布15分後に、腫瘍を発現するTagRFP-赤色蛍光マーカータンパク質の蛍光強度/バックグラウンド比が5倍に増加したこと、など。得られた結果は、多くの造影剤が複数のイメージングモダリティのコントラストを同時に増強することができるため、マルチモダリティイメージングに直ちに意味を持つ。この記事は著作権で保護されています。すべての権利を保有しています。

Skin optical clearing effect ex vivo and in vivo was achieved by topical application of low molecular weight paramagnetic magnetic resonance contrast agents. This novel feature has not been explored before. By using collimated transmittance the diffusion coefficients of three clinically used magnetic resonance contrast agents, i.e. Gadovist®, Magnevist® and Dotarem® as well as X-ray contrast agent Visipaque® in mouse skin were determined ex vivo as (4.29±0.39)×10 cm /sec, (5.00±0.72)×10 cm /sec, (3.72±0.67)×10 cm /sec, and (1.64±0.18)×10 cm /sec, respectively. The application of gadobutrol (Gadovist®) resulted in efficient optical clearing that in general, was superior to other contrast agents tested and allowed to achieve: 1) more than 12-fold increase of transmittance over 10 min after application ex vivo; 2) markedly improved images of skin architecture obtained with optical coherence tomography; 3) an increase of the fluorescence intensity/background ratio in TagRFP-red fluorescent marker protein expressing tumour by 5 times after 15 min application into the skin in vivo. The obtained results have immediate implications for multimodality imaging because many contrast agents are capable of simultaneously enhancing the contrast of multiple imaging modalities. This article is protected by copyright. All rights reserved.

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