Realization of Challenging Mitochondria Transplantation and Cellular Operation to Enhance Cell Functions

实现具有挑战性的线粒体移植和细胞操作以增强细胞功能

• 批准号: 22K19916
• 负责人: 田畑 泰彦
• 金额: $ 4.08万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-06-30 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K19916/
• 关键词: ミトコンドリア; オルガネラ移植; 細胞手術; 細胞機能; 移植アシスト材料

本研究の目的は、細胞機能を高める1つの方法論として、細胞のエネルギ―産生オルガネラ（細胞内小器官）であるミトコンドリアを移植するための細胞手術法の実現である。この目的のために、生物活性を維持した状態でミトコンドリアを細胞に移植するための移植アシスト材料をデザイン、創製する。本研究の独創的および挑戦的な点は、機能をもつミトコンドリアを細胞内に移植、細胞内でそのエネルギー産生を行わせることで細胞の生物機能を高めることである。得られる研究成果により、細胞機能を高めるための新規な方法論が確立でき、再生医療分野に大きく貢献できると信じる。本年度は、ラット心筋細胞（H9CJ）からミトコンドリアを単離した。単離ミトコンドリアの活性を黄色テトラゾリウム塩（ＭＴＴ）法およびアデノシンー3-リン酸（ＡＴＰ）産生により評価したところ、活性のあるミトコンドリアの単離ができていることがわかった。細胞親和性のゼラチンあるいはデキストランにスペルミンおよびスペルミジンなどの正電荷をもつ残基を化学導入し、ミトコンドリア移植アシスト材料を作製した。単離ミトコンドリアとカチオン化高分子とを混合することで、移植アシスト材料でミトコンドリア表面をコーティングした後、ミトコンドリア活性を評価したtところ、活性が維持されていた。次に、コーティングミトコンドリアをＨ9ＣＪ細胞と培養することで細胞へのミトコンドリア移植を行った。ミトコンドリアは細胞に取り込まれた。カチオン化高分子とミトコンドリアの混合比が、その取り組み（ミトコンドリア移植効率）に影響を与えていることがわかった。ミトコンドリアを細胞に移植を行った後の細胞の生物活性を細胞の生存および細胞増殖で評価した。

は の purpose this study, high cell function を め る 1 つ の methodology と し て, cell の エ ネ ル ギ - produce オ ル ガ ネ ラ small organ (cell) で あ る ミ ト コ ン ド リ ア を transplantation す る た め の cell surgery method の be presently で あ る. こ の purpose の た め に, bioactive を maintain し た state で ミ ト コ ン ド リ ア に を cells transplantation す る た め の transplantation ア シ ス ト material を デ ザ イ ン, created す る. This study の original お よ び pick 戦 な は, functional を も つ ミ ト コ ン ド リ ア に を cell transplantation, intracellular で そ の エ ネ ル ギ ー produce line を わ せ る こ と の で cell biological function high を め る こ と で あ る. Research achievements have ら れ る に よ り, high cell function を め る た め の new rules が な methodology established で き, regenerative medical eset に き く contribution で き る と letter じ る. This year, ら, ラット cardiac muscle cells (H9CJ) ら ら, トコ ドリアを単 ドリアを単 and <s:1> た. 単 from ミ ト コ ン ド リ ア の active を yellow テ ト ラ ゾ リ ウ ム salt method (determined by MTT) お よ び ア デ ノ シ ン ー 3 - リ ン acid (ATP) produce に よ り review 価 し た と こ ろ, active の あ る ミ ト コ ン ド リ ア の 単 from が で き て い る こ と が わ か っ た. Cell affinity の ゼ ラ チ ン あ る い は デ キ ス ト ラ ン に ス ペ ル ミ ン お よ び ス ペ ル ミ ジ ン な ど の positive charge を も つ residues を chemical import し, ミ ト コ ン ド リ ア transplantation ア シ ス ト materials を system し た. 単 from ミ ト コ ン ド リ ア と カ チ オ ン melt polymer と を mixed す る こ と で, transplant ア シ ス ト material で ミ ト コ ン ド リ ア surface を コ ー テ ィ ン グ し た, ミ ト コ ン ド リ ア active を review 価 し た t と こ ろ, active が maintain さ れ て い た. に, コ ー テ ィ ン グ ミ ト コ ン ド リ ア を H9CJ cell と culture す る こ と で cells へ の ミ ト コ ン ド リ ア transplantation を line っ た. The cells に take 込まれた. カ チ オ ン melt polymer と ミ ト コ ン ド リ ア が の blends, そ の take み り group (ミ ト コ ン ド リ ア transplantation working rate) に influence を and え て い る こ と が わ か っ た. ミ ト コ ン ド リ ア に を cells transplantation を line っ た の cells の bioactive の を cell survival after お よ び cells raised colonization で review 価 し た.

项目成果

細胞機能可視化のためのモレキュラービーコンの細胞内徐放とリバーストランスフェクションの組み合わせ

细胞内持续释放分子信标与反向转染相结合，实现细胞功能可视化

• 发表时间: 2022
• 作者: Takahashi Masaki;Amano Ryo;Ozawa Michiru;Martinez Anna;Akita Kazumasa;Nakamura Yoshikazu;人見 健文;Wenxuan Yang，城潤一郎，田畑泰彦．
• 通讯作者: Wenxuan Yang，城潤一郎，田畑泰彦．

Design of cationized gelatin nanospheres as a carrier for mitochondria transplantation

阳离子明胶纳米球作为线粒体移植载体的设计

• 发表时间: 2022
• 作者: 仲山 玲;杉本 幸治郎;森田 有亮;山本 浩司;Yang Wenxuan;Yang Wenxuan
• 通讯作者: Yang Wenxuan