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

利用基因工程技术开发磁性细胞操纵方法用于再生医学过程

• 批准号: 14J04488
• 负责人: 山口 雅紀
• 金额: $ 0.77万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2014
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2014-04-25 至 2015-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14J04488/
• 关键词: 組織工学; 生物・生体工学; 機能性磁性ナノ粒子; バイオ磁石

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。

This laboratory is dedicated to the research and development of regenerative medicine, functional magnetic particles and magnetic field applications. Now, functional magnetic particles are added to cell culture medium, and the development of magnetic separation method for target cells and three-dimensional tissue construction method using magnetic force is successful. In this study, the properties of iron storage and formation of magnetic particles in cells were studied. The properties of iron storage and formation of magnetic particles in cells were studied. The results showed that functional magnetic particles were added to cells, and new regenerative medicine was developed. A stable developing cell line was obtained from a large number of developing CMV genes under the condition of a high concentration of these genes. Anti-virus antibodies are used in the production of anti-virus drugs. Secondly, DMT1 genes are detected in cells and the formation of magnetic particles in cells is promoted. After introduction of DMT1 gene into CMV strains, iron (II) sulfate was added to the culture medium and magnetic particles were formed (1.76 pg/cell) during 2-day culture. Iron (II) sulfate is toxic to cells, iron (II) sulfate is toxic to cells, In the future, the optimization of conditions for the formation of magnetic particles in cells and the development of new tissue engineering techniques for magnetic regenerative medicine will be determined.