移植細胞の体内動態追跡と生理機能計測とを可能とする分子イメージング技術の開発

• Project/Area Number: 21659294
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Radiation science
• Research Institution: Sapporo Medical University
• Principal Investigator: 藤井 博匡 札幌医科大学, 医療人育成センター, 教授 (70209013)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 坂田 耕一 札幌医科大学, 医学部, 准教授 (10235153)
• Project Period (FY): 2009 – 2010
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2010)
• Budget Amount: ¥3,100,000 (Direct Cost: ¥3,100,000); Fiscal Year 2010: ¥1,600,000 (Direct Cost: ¥1,600,000); Fiscal Year 2009: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
• Keywords: EPR / MRI / 移植細胞 / 酸素 / 生理機能

Research Abstract

本研究の目的は、マウスやラットなどの実験用小動物体内へ細胞を移植し、それらの細胞の体内動態や細胞の生理機能を無侵襲で視覚化する磁気共鳴を基盤とする分子イメージング手法を開発することである。昨年度は非鉄系金属での細胞の磁気標識化、及びその体内動態解析を実施した。今年度はこの成果をうけて、生理機能リポータープローベによる細胞標識とイメージング研究を実施した。用いた生理機能リポータープローベはランタニド系列の遷移金属類で、ガドリニューム、テルビューム、ディスプロシュームなどである。全て塩化物の試料を用意して水溶液として調整し、培養細胞系で細胞に添加した。また、ガドリニュームは錯体コンプレックス化合物が市場で得られるため、DTPAコンプレックスなどの化合物も実験に供した。
培養細胞内には、造影剤としてのランタニド系列化合物および酸素分圧レポーター分子としてのナイトロオキシドが共存しており、両分子の共存状態解析をEPRイメージング法とMRI法を利用して実施した。MRIにより移植細胞の実験動物(マウス)体内への導入や、導入後の体内移動を観測することができた。ラベル化された腫瘍細胞の場合、マウス後肢から肺までの移動が確認することができた。現在この観察をどれぐらいの時間観測できるかの検討に入っており、観測時間を数日から1週間程度への延長を期待している。酸素分圧レポーター分子としてのニトロキシドは5員環構造のピペリディンが適している結果が得られており、また、金属プローベとの併用による感度上昇も期待している。

Research Products

• [Journal Article] (2011)
  • Author(s): Fujii H., et al.
  • Journal Title: Magnetic Resonance in Medicine Volume: 65 Pages: 295-303
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Half-life mapping of nitroxide radicals with three-dimensional Electron Paramagnetic Resonance imaging (2010)
  • Author(s): Akaba-Sato H., et al.
  • Journal Title: Analytical Chemistry 81 Pages: 7501-7506
  • Peer Reviewed