2014 Fiscal Year Research-status Report
OTN-NIR蛍光量子ドットによる移植幹細胞の超高感度in vivoイメージング
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26790006
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
湯川 博 名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 講師 (30634646)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 量子ドット / 応用光学・量子光工学 / ナノバイオ / 再生医学 / 細胞・組織 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
Cdを含有しないため生体適合性が高く、1,000 nmを超える近赤外（OTN-NIR)領域で蛍光発光が可能な新規量子ドットの開発に取り組んだ。我々は予備研究成果ながら、Cdを含まない低毒性量子ドットの新規合成と幹細胞イメージングに取り組み、銀(Ag)、インジウム(In)、硫黄(S)を構成成分とし、これらをZnSで被覆した量子ドット(ZnS-ZAIS) に、スルホ基、カルボキシル基を導入した水溶性ZnS-ZAIS-SO3H、-COOHの開発に成功していた。また、本材料が幹細胞に対して極めて低毒性であることも確認していた。これらの研究成果を基に、本年度は800 nm付近に蛍光を有する水溶性ZnS-ZAIS-COOHの新たに開発することが出来た。ZnS-ZAIS-COOHを膜透過性ペプチドを用いて幹細胞内に導入させることで、高効率な幹細胞ラベリングに成功することができた。幹細胞に対する影響として、自己増殖能、多分化能について評価し、ZnS-ZAIS-COOHのラベリングによる影響がないことを明らかにした。また、幹細胞の炎症性に与える影響についても評価し、幹細胞の炎症を惹起していないことを確認することが出来た。加えて、マウスにおいてZnS-ZAIS-COOHでラベル化した移植幹細胞in vivoイメージングにも成功することができた。更に、OTN-NIR領域で蛍光を発する量子ドットの開発にも成功し、水溶性の付与も実現できている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究では、1,000 nmを超えるOTN-NIR領域で高効率な蛍光を発し、ほとんどの量子ドットで含有されてきたカドミウム(Cd) を含まない、生体に対して極めて安全な新規量子ドット材料を開発する。これにより、移植幹細胞の細胞レベルでの超高感度蛍光in vivoイメージングを実現し、幹細胞移植治療の安全性及び治療機構の解明に貢献することを目的としている。本年は、先ず1,000 nmを超えるOTN-NIR regionで高効率な蛍光を発する量子ドットの開発に取り組み、作製することができ、水溶性の付与にも成功した。更に、先行して800 nm付近で蛍光を発する量子ドットによる高効率幹細胞ラベリング、移植幹細胞in vivoイメージングに成功することができた。これらの成果は、次年度以降の瑕疵のない研究進捗に繋がると期待される。
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| Strategy for Future Research Activity |
創製した新規OTN-NIR量子ドットの幹細胞に対する機能評価(in vitro)に取り組む。幹細胞（iPS細胞、脂肪由来幹細胞）に対する導入・標識効率、導入・標識にかかる時間、及び標識が可能な時間について評価する。導入・標識に際しては、そのメカニズムを明らかにし、長期間の標識が可能となるように新規量子ドットの表面修飾を検討する。次に、標識後の幹細胞への影響として、細胞毒性に加え、幹細胞特異性（自己増殖能、多分化能）について評価し、安全に標識が可能な濃度限界を設定する。特に、本研究計画においては疾患対象として、組織再構築が困難であり、移植幹細胞治療が有効である肝臓の疾患をターゲットに検討するため、肝細胞への分化度への影響については特に詳細に検討を進める。
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| Causes of Carryover |
一部の消耗品が見積もりより安く購入できたことに加え、メールベースでの打ち合わせにより出張が不要になったため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
予定の物品費、旅費に上乗せして使用する。
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Research Products
(4 results)
