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

• 研究課題/領域番号: 26790006
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: ナノ構造物理
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 湯川 博 名古屋大学, 工学研究科, 特任講師 (30634646)
• 連携研究者: 馬場 嘉信 名古屋大学, 大学院工学研究科, 教授 (30183916) ; 石川 哲也 名古屋大学, 大学院医学系研究科, 教授 (10288508)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2016年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2015年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2014年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: 量子ドット / 幹細胞 / イメージング / OTN-NIR蛍光 / in vivo / in vivoイメージング / 応用光学 / ナノバイオ / 再生医学 / 細胞・組織 / 応用光学・量子光工学

研究成果の概要

本研究では、Cdを含有しないため生体適合性が高く、1,000 nmを超える近赤外領域で蛍光発光が可能な新規量子ドットの合成に成功し、光学特性（蛍光強度、量子収率、蛍光寿命、退色性、そして安定性等）について評価することができた。また、幹細胞や移植する細胞への新規量子ドットの導入・標識効率について評価するとともに、細胞毒性に加え、自己増殖能、多分化能についても評価することができた。更に、新規量子ドットで標識した移植幹細胞のin vivo蛍光イメージングを実現し、肝不全モデルマウスにおける移植幹細胞の超高感度in vivo蛍光イメージングによる治療効果の検証を進めることができた。

研究成果

• [雑誌論文] <i>In Vivo</i> Imaging Technology of Transplanted Stem Cells Using Quantum Dots for Regenerative Medicine (2018)
  • 著者名/発表者名: Yukawa H, Baba Y.
  • 雑誌名: Analytical Sciences 巻: 34 号: 5 ページ: 525-532
  • DOI: 10.2116/analsci.17R005
  • NAID: 130006733528
  • ISSN: 0910-6340, 1348-2246
  • 年月日: 2018-05-10
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Adipose-derived mesenchymal stem cells attenuate rejection in a rat lung transplantation model (2018)
  • 著者名/発表者名: Watanabe H, Tsuchiya T, Shimoyama K,Shimizu S,Akita S,Yukawa H, Baba Y, Nagayasu T
  • 雑誌名: Journal of Surgical Research 巻: 227 ページ: 17-27
  • DOI: 10.1016/j.jss.2018.01.016
  • 査読あり
• [雑誌論文] In vivo fluorescence imaging and the diagnosis of stem cells using quantum dots for regenerative medicine (2017)
  • 著者名/発表者名: Yukawa H, Baba Y
  • 雑誌名: Analytical Chemistry 巻: 89 号: 5 ページ: 2671-2681
  • DOI: 10.1021/acs.analchem.6b04763
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Labeling and in vivo visualization of transplanted adipose tissue-derived stem cells with safe cadmium-free aqueous ZnS coating of ZnS-AgInS2 nanoparticles (2017)
  • 著者名/発表者名: Ogihara Y., Yukawa H.*, Kameyama T., Nishi H., Onoshima D., Ishikawa T., Torimoto T., Baba Y
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 7 号: 1 ページ: 40047-40047
  • DOI: 10.1038/srep40047
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Multispectral Emissions of Lanthanide-Doped Gadolinium Oxide Nanophosphors for Cathodoluminescence and Near-Infrared Upconversion/Downconversion Imaging (2016)
  • 著者名/発表者名: D. T. K. Dung, S. Fukushima, T. Furukawa, H. Niioka*, T. Sannomiya, K. Kobayashi, H. Yukawa, Y. Baba, M. Hashimoto, and J. Miyake
  • 雑誌名: Nanomaterials 巻: 6 号: 9 ページ: 163-163
  • DOI: 10.3390/nano6090163
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Crystal Phase-controlled Synthesis of Rod-shaped AgInTe2 Nanocrystals for in vivo Imaging in the Near-infrared Wavelength Region (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Kameyama, Y. Ishigami, H. Yukawa, T. Shimada, Y. Baba, T. Ishikawa, S. Kuwabata, T. Torimoto
  • 雑誌名: Nanoscale 巻: 8 号: 10 ページ: 5435-5440
  • DOI: 10.1039/c5nr07532g
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Correlative near-infrared light and cathodoluminescence microscopy using Y2O3:Ln, Yb (Ln = Tm, Er) nanophosphors for multi-scale, multi-colour bioimaging (2016)
  • 著者名/発表者名: Fukushima, S., Furukawa, T., Niioka, H., Ichimiya, M., Sannomiya, T., Tanaka, N., Onoshima, D., Yukawa, H., Baba, Y., Miyake, J., Ashida, M., Araki, T., and Hashimoto, M.
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 6 号: 1 ページ: 25950-25950
  • DOI: 10.1038/srep25950
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Near-infrared and cathodoluminescence nanophosphors for correlative multi-scaled bioimaging (2016)
  • 著者名/発表者名: S. Fukushima, T. Furukawa, H. Niioka, M. Ichimiya, D. Onoshima, H. Yukawa, Y. Baba, J. Miyake, M. Ashida, and M. Hashimoto
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: in press
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 移植幹細胞in vivo蛍光イメージングが再生医療創薬研究に果たす役割 (2016)
  • 著者名/発表者名: 湯川 博、馬場嘉信
  • 雑誌名: Drug Delivery System 巻: 31-2 ページ: 135-145
  • NAID: 130005158782
• [雑誌論文] Multifunctional quantum dots-based cancer diagnostics and stem cell therapeutics for regenerative medicine (2015)
  • 著者名/発表者名: D. Onoshima, H. Yukawa, and Y. Baba
  • 雑誌名: Adv. Drug Deliv. Rev. 巻: 95 ページ: 2-14
  • DOI: 10.1016/j.addr.2015.08.004
  • 査読あり
• [雑誌論文] 量子ドットによる移植幹細胞イメージング (2015)
  • 著者名/発表者名: 湯川 博, 馬場嘉信
  • 雑誌名: 分析化学 巻: 64 ページ: 89-97
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 量子ドット (2014)
  • 著者名/発表者名: 湯川 博、馬場嘉信
  • 雑誌名: 再生医療学会誌 巻: 13 ページ: 168-169
  • 査読あり
• [学会発表] 量子ドットによる移植幹細胞in vivo蛍光イメージング (2017)
  • 著者名/発表者名: 湯川 博
  • 学会等名: 第33回日本DDS学会
  • 発表場所: 京都市
  • 年月日: 2017-07-06
  • 招待講演
• [学会発表] 量子ドットによる移植幹細胞in vivo蛍光リアルタイムイメージング (2017)
  • 著者名/発表者名: 湯川 博, 馬場嘉信
  • 学会等名: 第43回日本臓器保存生物医学会
  • 発表場所: 東京都
  • 年月日: 2017-06-06
  • 招待講演
• [学会発表] 量子・磁気ナノハイブリッド材料を用いた幹細胞イメージングおよびハイパーサーミア効果 (2017)
  • 著者名/発表者名: 小林香央里, 湯川 博, 村田勇樹, 城潤一郎, 小野島大介, 山本雅哉,
  • 学会等名: 第16回日本再生医療学会
  • 発表場所: 仙台市
  • 年月日: 2017-03-07
• [学会発表] 量子ナノ材料による移植幹細胞in vivoイメージング手法の構築 (2017)
  • 著者名/発表者名: 湯川 博
  • 学会等名: nano tech 2017
  • 発表場所: 東京都
  • 年月日: 2017-02-15
  • 招待講演
• [学会発表] 量子ナノ材料による移植幹細胞in vivo蛍光イメージング (2017)
  • 著者名/発表者名: 湯川 博
  • 学会等名: 第６０回日本放射線影響学会
  • 招待講演
• [学会発表] 量子ナノ材料による移植幹細胞in vivoイメージングと再生医療への貢献 (2017)
  • 著者名/発表者名: 湯川 博
  • 学会等名: Bio Japan2017
  • 招待講演
• [学会発表] 量子ドット・磁性ナノ粒子による移植幹細胞in vivoマルチモーダルイメージング (2017)
  • 著者名/発表者名: 湯川 博
  • 学会等名: 次世代MRI造影剤キックオフ国際シンポジウム
  • 発表場所: 東京都
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 量子ドットによる移植幹細胞in vivo蛍光イメージング手法の構築 (2016)
  • 著者名/発表者名: 湯川 博, 石川哲也, 馬場嘉信
  • 学会等名: 日本バイオマテリアル学会シンポジウム2016
  • 発表場所: 博多市
  • 年月日: 2016-11-21
• [学会発表] NIR-II近赤外領域における移植幹細胞in vivo蛍光イメージング (2016)
  • 著者名/発表者名: 湯川 博
  • 学会等名: 再生医療学会
  • 発表場所: 大阪国際会議場
  • 年月日: 2016-03-17
• [学会発表] Labeling and in vivo imaging of transplanted stem cells using quantum dots. (2015)
  • 著者名/発表者名: H. Yukawa
  • 学会等名: 7th Asia and Oceania Conference on Photobiology (AOCP2015)
  • 発表場所: Taipei (Taiwan)
  • 年月日: 2015-11-15
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] OTN-NIRイメージングシステムによる移植幹細胞in vivoイメージング (2014)
  • 著者名/発表者名: 湯川 博
  • 学会等名: In vivoイメージングフォーラム2014
  • 発表場所: コクヨホール（東京）
  • 年月日: 2014-10-23 – 2014-10-24
  • 招待講演
• [学会発表] 量子ドットによる移植幹細胞 in vivo イメージング～再生医療・次世代がん診断への展開～ (2014)
  • 著者名/発表者名: 湯川 博
  • 学会等名: 第9回量子ドット利用デバイス技術分科会
  • 発表場所: 電子情報技術産業協会（東京）
  • 年月日: 2014-09-08
  • 招待講演