Development of in vivo high sensitive general-purpose post-transplant cell monitoring system applying reporter protein substrate specificity

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K16386
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 50020:Tumor diagnostics and therapeutics-related
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: NOSE NAOKO 岡山大学, 医歯薬学域, 助教 (80642404)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 細胞治療 / 分子イメージング / レポータータンパク / 基質特異性 / PET / SPECT

Outline of Final Research Achievements

Using the substrate specificity of sodium-iodide symporter (NIS), which is one of the nuclear medicine reporter proteins, we aimed to develop a method for monitoring the in vivo biodistribution of the cells into which the NIS gene has been introduced and expressed in advance after administration.
We produced the NIS-expressing stem cells introducing the NIS gene into the stem cells. Using the NIS-expressing stem cells, we did in vitro and in vivo uptake study using commercially available [99mTc], [123I], [125I], and self-synthesized [F18] tetrafluoroborate. As a result, the NIS-expressing stem cells could be detected by SPECT imaging even after the administration in vivo, confirming that the method of using NIS-expressing stem cells for cell tracking after administration of cell therapy is useful.

Free Research Field

分子イメージング

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

細胞治療で投与された細胞の生体内分布をモニタリングできる手法は未だ開発されておらず、本課題では核医学レポータータンパクの１つであるナトリウム/ヨウ素共輸送体（NIS）の基質特異性を利用した細胞投与後生体内モニタリング手法の開発を目指した。
本研究において、生体投与後のNIS発現幹細胞をSPECTで検出できたことは、細胞治療の投与後細胞トラッキングにNIS発現細胞を利用する手法が有用であることを示す。本研究課題で開発した新しい生体内トラッキングシステムの更なる精度向上は、細胞治療だけでなく、全ての再生組織の生体内モニタリングに応用可能であり、診断～治療までの医療全体に大きく貢献する技術となる。