再生医療プロセスのための遺伝子工学的手法による磁気細胞操作法の開発

• Project/Area Number: 14J04488
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Biofunction/Bioprocess
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 山口 雅紀 九州大学, 工学府, 特別研究員(DC2)
• Project Period (FY): 2014-04-25 – 2015-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000); Fiscal Year 2014: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
• Keywords: 組織工学 / 生物・生体工学 / 機能性磁性ナノ粒子 / バイオ磁石

Outline of Annual Research Achievements

本研究室では再生医療プロセスへの応用を目指して、機能性磁性ナノ粒子と磁力を用いたティッシュエンジニアリング技術の開発を行っている。現在までに、機能性磁性ナノ粒子を細胞培養培地に添加することで、目的細胞の磁気分離法の開発、磁力を用いた三次元組織の構築法の開発に成功している。本研究では、細胞内に取り込まれた鉄イオンを貯蔵し、細胞内に磁性粒子を形成する性質を有したフェリチンタンパク質に着目し、細胞内にフェリチンを発現させることによって機能性磁性ナノ粒子を添加することなく磁力で細胞を操作できる新しい再生医療プロセス開発に取り組んだ。まず、構成的発現CMVプロモーター下にフェリチン遺伝子を配置したレンチウイルスベクターを作製し、フェリチン遺伝子を大量発現する安定発現細胞株を取得した。抗フェリチン抗体を用いたウェスタンブロッティングの結果、安定発現株は十分にフェリチンを生成していることがわかった。次に、鉄イオントランスポーターであるDMT1遺伝子を細胞に発現させることで細胞内での磁性粒子の形成促進を試みた。構成的発現CMVプロモーター下にDMT1遺伝子を配置したプラスミドスベクターをフェリチン遺伝子安定発現株に遺伝子導入後、硫酸鉄(II)アンモニウムを添加した培地で2日間培養したところ、磁性粒子が形成されている（1.76 pg/cell）ことを確認した。硫酸鉄(II)アンモニウムは細胞毒性を示したため、硫酸鉄(II)アンモニウムに代わる新たな鉄イオン供給剤として、クエン酸鉄アンモニウム、トランスフェリンおよびアスコルビン酸を添加した培地で2日間培養することで、細胞毒性がほとんどなく細胞内に磁性粒子が形成されることがわかった（2.72 pg/cell）。今後は、細胞内での磁性微粒子形成のための更なる条件の最適化を行い、磁力による新しい再生医療のための組織工学技術の開発を行う予定である。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。