磁場と磁気ナノ粒子を用いた細胞シート工学とその再生医療への応用開発研究

利用磁场和磁性纳米粒子的细胞片层工程的研发及其在再生医学中的应用

• 批准号: 19659201
• 负责人: 室原 豊明
• 金额: $ 2.11万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19659201/
• 关键词: 再生医療; 細胞シート工学; 間葉系幹細胞; ドラッグデリバリーシステム; マグネタイト; ナノテクノロジー; 磁性ナノ粒子; リポソーム

マグネタイトは鉱物として自然界に存在しており、生体内にも微量に存在している生体に無害な磁性微粒子である。我々はマグネタイト(Fe_3O_4)をナノメーターサイズに成形した磁性微粒子を使って、標的の細胞へ特異的に集積させることができる磁性微粒子封入リポソームの開発を行った。一方リポソームはその水相あるいは脂質膜に種々の薬物を封入することが可能なカプセルである。生体適合性も優れており、荷電・粒子径、あるいは脂質成分を変えたり、抗原・抗体・糖などの特異的リガンドを化学的に結合させたりして、細胞特異性を持たせることが出来ることからドラッグデリバリーシステム(DDS)の材料として注目を集めている。我々はこれらのリポソームとナノメーターサイズ磁性微粒子とを用い、磁性ナノ微粒子を細胞に取り込ませ、磁場を利用して細胞を目的の場所に配置・接着させて、2次元細胞シートを構築することに成功した。さらにこれらの細胞シートを多重層化することにより、3次元(3D)での細胞組織構築を可能にした。この新しい方法を用いて、骨髄細胞由来の間葉系幹細胞(Mesenchymal stem cell: MSC)の三次元組織への構築を行った。作成された間葉系幹細胞シートを重症下肢虚血モデルに移植したところ、同部位への血管再生が増強された。機序として、移植細胞シートから放出されたVEGFなどのサイトカインの関与が示唆された。以上より磁性微粒子による細胞シート工学は、将来有望な再生医療のDDSを構築できるものと期待される。

In nature, there are small amounts of harmless magnetic particles in organisms. The formation of magnetic particles and the development of magnetic particle encapsulation in cells with specific concentration of Fe_3O_4. A mixture of water and lipid may be used to encapsulate the substance. Biocompatibility: optimization, charge, particle size, lipid composition, antigen, antibody, carbohydrate, specific chemical binding, cell-specific maintenance, concentration of materials, etc. We have successfully constructed a system of magnetic particles, magnetic particles, cells, magnetic fields, cells, and target sites. The cellular structure of the cell is multi-layered and three-dimensional (3D). This new method is used to construct three-dimensional tissue from mesenchymal stem cells (MSC) derived from bone marrow cells. The stem cells of mesenchymal stem cells were transplanted into the patients with severe lower limb deficiency, and the regeneration of blood vessels in the same part of the body was enhanced. The expression of VEGF was detected in the cell culture system. The above-mentioned magnetic particles are expected to be used in the construction of DDS for regenerative medicine in the future.

项目成果

A novel nanotechnology-based cell sheet strategy for therapeutic neovascularization: multilayered mesenchymal stem cell sheet with magnetite nanoparticle improves therapeutic efficacy of ischemic neovascularization.

一种基于纳米技术的新型细胞片策略用于治疗性新生血管：具有磁铁矿纳米颗粒的多层间充质干细胞片可提高缺血性新生血管的治疗效果。

• 发表时间: 2007
• 作者: Ishii M;Numaguchi Y;Kubota R;Shimizu K;Ito A;Sone T;Honda H;Murobara T.
• 通讯作者: Murobara T.

Therapeutic angiogenesis using novel vascular endothelial growth factor-E/human placental growth factor chimera genes.

• DOI: 10.1016/s1567-5688(06)80737-3
• 发表时间: 2007
• 期刊: Arteriosclerosis, thrombosis, and vascular biology
• 作者: Natsuo Inoue;T. Kondo;Koichi Kobayashi;Mika Aoki;Y. Numaguchi;M. Shibuya;T. Murohara

Angiotensin II Receptor Blocker Inhibits Neointimal Hyperplasia Through Regulation of Smooth Muscle–Like Progenitor Cells

• DOI: 10.1161/atvbaha.107.147124
• 发表时间: 2007-11
• 期刊: Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology
• 作者: Takaaki Yamada;T. Kondo;Y. Numaguchi;M. Tsuzuki;T. Matsubara;I. Manabe;M. Sata;R. Nagai;T. Murohara

Regulation of VeGF-mediated angiogenesis by the Akt/PKB substrate Girdin

• DOI: 10.1038/ncb1695
• 发表时间: 2008-03-01
• 期刊: NATURE CELL BIOLOGY
• 影响因子: 21.3
• 作者: Kitamura, Tomoya;Asai, Naoya;Takahashi, Masahide
• 通讯作者: Takahashi, Masahide