Discovery Sagaサイレントキーワード俯瞰

再生医療 / 細胞組織 / 機能性界面 / 温度応答性 / 組織工学 / 温度応答性高分子 / バイオ界面 / 細胞分離 / 温度応答性界面 / 機能性インターフェイス / バイオセパレーション / バイオマテリアル

本研究は、再生医療に用いる細胞組織を作製するための機能性バイオインターフェイスの開発を目的としている。
令和三年度は、温度応答性高分子であるポリ(N-イソプロピルアクリルアミド)(PNIPAAm)に細胞認識ペプチドを導入したバイオインターフェイスによる細胞分離の機能開発および細胞組織を作製する研究を推進した。
下層にペプチド結合部位としてpoly(2-hydroxyethyl methacrylate-co-propargyl acrylate) (poly(HEMA- co -PgA))、上層に温度応答性部位としてpoly(NIPAAm-co-HEMA)を有するブロックコポリマーをガラス基板に修飾した。この高分子に血管内皮細胞選択的な接着活性を示すArg-Glu-Asp-Val (REDV)ペプチドを導入した。作製したガラス基板をペトリディッシュに固定化し、モデル細胞として血管を構成するヒト臍帯静脈内皮細胞(HUVEC)、ヒト皮膚線維芽細胞(NHDF)、大動脈平滑筋細胞(AoSMC)を37℃で播種したところ、HUVECのみが接着した。さらに温度を20℃に下げることで接着したHUVECを回収することができた。この特性を利用して、温度変化だけでHUVECの分離を達成することができた。
また、PNIPAAm修飾基板を用いた間葉系幹細胞組織の作製に着手している。細胞播種密度やタンパク質吸着量を適切に制御することで効率的に細胞組織を作製することができた。

バイオマテリアル / 再生医療 / 組織工学 / DDS / 細胞組織 / ナノ粒子 / 酸素 / 虚血 / 細胞移植 / 酸素産生 / 組織生着

本研究課題では、ポリ乳酸－ポリグリコール酸共重合体(PLGA)という生体内で分解する材料を原料としたナノ粒子の開発をおこなった。電圧をかけながら、原料の溶液を噴射する粒子の作製方法（エレクトロスプレー法）を用いて、電圧や原料溶液の組成を調節することで、ナノ粒子の形状、粒子径、生体条件での分解速度を制御することが可能となった。開発したナノ粒子を細胞と一緒に移植することで、移植した細胞の機能を改善できる可能性が示された。

本研究課題で開発したナノ粒子は、細胞を移植して疾病を治療する再生医療において、疾患部位に移植した細胞の生存率、活性を向上できる可能性がある。これにより、再生医療の治療効果の向上、および、その適用範囲を大幅に拡大できる可能性がある。

細胞分離 / 細胞接着 / 温度応答性 / 再生医療 / バイオマテリアル / インテリジェント界面 / 高分子ブラシ / 幹細胞

本研究課題では、再生医療への応用を目的とし、細胞治療に用いる細胞を温度変化のみで分離するインテリジェント型分離基材の設計を行なった。ガラス基板、微細加工基板、マイクロファイバーの表面に温度応答性高分子であるポリ(N-イソプロピルアクリルアミド)(PIPAAm)を修飾し、37℃で細胞を接着させて20℃で細胞を脱着させる基板表面を作製した。この際、細胞種ごとの接着性の差を大きくする基材設計を行なう事で細胞の分離効率の向上を試みた。

バイオマテリアル / 吸収性骨代替材料 / アパタイト / 再生医療 / 人工骨 / 吸収性材料 / 水酸アパタイト

出発原料や水熱条件を選択することにより、Ca欠損組成や構成粒子の形態を制御したHAの作製技術を確立できた。Ca欠損組成や構成粒子の形態が生体内での挙動に影響を与える可能性があることを明らかにした。さらに、力学的性質の面でも、柱状にすることにより脆性破壊しにくい人工骨とできることを明らかにできた。これらの結果より、生体内吸収性の骨代替材料を創製するための基礎的指針を得られた。

【研究分担者】
綾野絵理	慶應義塾大学	薬学部(芝共立)	研究員	(Kakenデータベース)
金澤秀子	慶應義塾大学	薬学部(芝共立)	特任教授	(Kakenデータベース)

【研究分担者】
金澤秀子	慶應義塾大学	薬学部(芝共立)	教授	(Kakenデータベース)
綾野絵理	慶應義塾大学	薬学部(芝共立)	研究員	(Kakenデータベース)

【研究分担者】
池田通	長崎大学	大学院・医歯薬学総合研究科	教授	(Kakenデータベース)
上高原理暢	東北大学	大学院・環境科学研究科	准教授	(Kakenデータベース)
渡邉則昭	東北大学	大学院・環境科学研究科	助教	(Kakenデータベース)