2016 Fiscal Year Annual Research Report
Transplanted iPS cell tracking by tissue non-accumulative polymer MRI contrast agent
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15H06912
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| Research Institution | National Cardiovascular Center Research Institute |
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Principal Investigator |
徐 ユイ 国立研究開発法人国立循環器病研究センター, 研究所, 流動研究員 (10757678)
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| Project Period (FY) |
2015-08-28 – 2017-03-31
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| Keywords | 磁気共鳴イメージング / 造影剤 / ガドリニウム / 人工多能性幹細胞 / 細胞トラッキング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
【目的】近年、幹細胞から分化誘導した機能性細胞を組織欠損部に移植する再生医療が検討されているが、移植細胞の生存期間と生着率が解明されていない。そこで、観察深度と分解能に優れている磁気共鳴画像診断法(MRI)を利用した細胞追跡法を検討してきた。本研究では、分岐ポリエチレングリコール(PEG)を用いて細胞標識用水溶性高分子 MRI 造影剤を合成し、その分岐構造が、末端分子鎖運動性、緩和能、造影効率に与える影響を検討した。
【方法】分岐性及び直鎖状PEGにガドリニウム（Gd）キレートを結合し、さらに、塩化ガドリニウムとGd錯体を形成させ、PEG-Gdを得た。エレクトロポレーション法により、単層培養細胞に3本電極を用いる方法と細胞懸濁液をエレクトロポレーションキュベットによる導入を試み、未分化iPS細胞およびiPS細胞から分化誘導した血管内皮細胞にPEG-Gdを導入した。さらに、造影剤や標識細胞を筋肉内注射し、MRIによるin vivo滞在時間を評価し、細胞トラッキングを評価した。
【結果と考察】分岐PEG-GdのNMR緩和能とMRI造影輝度が、他のPEG-Gdよりも大きく、分岐構造が緩和能向上に寄与することが示され、市販の低分子造影剤より有意に高い造影効率が示された。単層培養細胞に3本電極を用いて造影剤を導入することにより、造影剤が効率的に標識できることを示した。また、造影剤の細胞毒性が低いことを示し、生存細胞の未分化状態やコロニー形成能には影響がないことが示された。合成した水溶性高分子 MRI 造影剤を筋肉注射3時間後、造影輝度が明確に低下し、12時間後、MRIによる造影が完全に消失した。従来造影剤より、分子量が低くて、投与部位から速く消失できることを示した。一方、標識した内皮細胞は、6日まで造影できた。従って、合成した造影剤は、in vivoでも漏洩することなく、細胞内に滞留し、細胞追跡を可能にした。
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| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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