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Design of photo-responsive ureido polymers

Research Project

Project/Area Number 16K01389
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Biomedical engineering/Biomaterial science and engineering
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

Shimada Naohiko  東京工業大学, 生命理工学院, 助教 (10423972)

Research Collaborator Maruyama atsushi  
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2016: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Keywords温度応答性高分子 / UCST型高分子 / UCST / ウレイド高分子 / 光応答性 / 光応答 / 細胞
Outline of Final Research Achievements

We previously reported that cells cultured as monolayer are aggregated to form spheroid by addition of UCST-type thermoresponsive ureido polymers blow phase separation temperature. However, thermal change as a stimulus may cause cell damages due to changing metabolism or biomolecular denaturation in the cell. In this study, we designed ureido polymers having azobenzene derivatives(Azo-PVU), which are photo sensitive molecules, for photo-responsive phase separation change. Azo-PVU showed photo-responsive phase change under cell culture condition. Also, we demonstrated that cell morphology could be controlled by local photo irradiation on the cell culture dish where the phase separated ureido polymer are deposited.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究の特色は、光応答性高分子の添加と光照射の有無によってスフェロイド培養と単層培養を切り換えられる点である。 このような材料は今までに存在しておらず非常に特徴的である。さらに、任意の大きさに光照射することができるフォトマスクを使うことで、スフェロイド径の制御が可能と考えられる。 また、一つの培養皿で、再播種することなく、培養形態をシームレスに切り換えられることから、注目した一つの細胞がスフェロイド中と単層培養中において形態や遺伝子発現がどのように変化するかを、リアルタイムに調べることができ、学術的に意義のある研究である。

Report

(4 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Research-status Report
  • 2016 Research-status Report
  • Research Products

    (16 results)

All 2018 2017 2016

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (13 results) (of which Invited: 1 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Highly Ordered Polypeptide with UCST Phase Separation Behavior2018

    • Author(s)
      Kuroyanagi Sotaro、Shimada Naohiko、Fujii Shota、Furuta Tadaomi、Harada Atsushi、Sakurai Kazuo、Maruyama Atsushi
    • Journal Title

      Journal of the American Chemical Society

      Volume: 141 Issue: 3 Pages: 1261-1268

    • DOI

      10.1021/jacs.8b10168

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Rational Design of UCST-type Ureido Copolymers Based on a Hydrophobic Parameter2018

    • Author(s)
      Shimada Naohiko、Sasaki Taira、Kawano Takakuni、Maruyama Atsushi
    • Journal Title

      Biomacromolecules

      Volume: 19 Issue: 10 Pages: 4133-4138

    • DOI

      10.1021/acs.biomac.8b01152

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] UCST型ウレイド高分子へのアゾベンゼン基導入による相転移の光制御2018

    • Author(s)
      池内尚、嶋田直彦、村山恵司、浅沼浩之、丸山厚
    • Organizer
      第67回高分子学会年次大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] UCST型挙動を示すシトルリン共重合体の高次構造評価2018

    • Author(s)
      畔柳奏太郎、嶋田直彦、藤井翔太、櫻井和朗、丸山厚
    • Organizer
      第67回高分子学会年次大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] アシル基導入ウレイド高分子のUCST 型挙動2018

    • Author(s)
      嶋田直彦・佐々木泰・丸山厚
    • Organizer
      第48回医用高分子シンポジウム
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] アゾベンゼン基導入UCST型ウレイド高分子の相分離挙動の光制御2018

    • Author(s)
      嶋田直彦, 池内尚, 村山 恵司, 浅沼 浩之, 丸山厚
    • Organizer
      第40回バイオマテリアル学会大会
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] UCST-Type Ureido Polymers as Biomaterials2018

    • Author(s)
      Naohiko Shimada
    • Organizer
      China-Japan Joint Symposium on Biomaterials 2018
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    • Invited
  • [Presentation] 温度応答性 ウレイド高分子による 細胞培養形態制御2017

    • Author(s)
      嶋田 直彦 斉藤 美奈子 丸山 厚
    • Organizer
      第46回医用高分子シンポジウム
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  • [Presentation] 尿素側鎖高分子の温度応答に親水性および疎水性が与える影響2017

    • Author(s)
      佐々木泰、嶋田直彦、丸山厚
    • Organizer
      第12回相模ケイ素・材料フォーラム
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  • [Presentation] 親疎水基を有するウレイド高分子のUCST挙動とバイオマテリアルへの応用2017

    • Author(s)
      嶋田直彦・佐々木泰・丸山厚
    • Organizer
      第66回高分子討論会
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      2017 Research-status Report
  • [Presentation] アゾベンゼンを有するUCST型ウレイド高分子の設計と光応答性の評価2017

    • Author(s)
      池内尚、嶋田直彦、丸山厚
    • Organizer
      第66回高分子討論会
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      2017 Research-status Report
  • [Presentation] アゾベンゼンを有するUCST型ウレイド高分子の合成と相転移の光制御評価2017

    • Author(s)
      池内尚、嶋田直彦、丸山厚
    • Organizer
      第39回日本バイオマテリアル学会大会
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  • [Presentation] ウウレイドポリペプチドの二次構造がUCST型相転移挙動に与える影響2016

    • Author(s)
      畔柳奏太郎、嶋田直彦、丸山厚
    • Organizer
      第65回高分子討論会
    • Place of Presentation
      横浜
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  • [Presentation] 疎水基導入によるウレイド高分子の合理的な感温性設計2016

    • Author(s)
      佐々木泰、嶋田直彦、丸山厚
    • Organizer
      第45回医用高分子シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京
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      2016 Research-status Report
  • [Presentation] UCST型温度応答性高分子を使った細胞培養形態スイッチング2016

    • Author(s)
      嶋田直彦、齋藤美奈子、丸山厚
    • Organizer
      日本バイオマテリアル学会シンポジウム 2016
    • Place of Presentation
      福岡
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      2016 Research-status Report
  • [Book] 刺激応答性高分子ハンドブック2018

    • Author(s)
      嶋田直彦 丸山厚
    • Total Pages
      864
    • Publisher
      エヌ・ティーエス
    • Related Report
      2018 Annual Research Report

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Published: 2016-04-21   Modified: 2020-03-30  

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