Preparation of surface-functionalized particles and their interaction with immune cells
| Project/Area Number |
21H03827
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 90120:Biomaterials-related
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| Research Institution | Tokyo University of Science |
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Principal Investigator |
菊池 明彦 東京理科大学, 先進工学部マテリアル創成工学科, 教授 (40266820)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
久保 允人 東京理科大学, 研究推進機構生命医科学研究所, 教授 (40277281)
小松 周平 東京理科大学, 先進工学部マテリアル創成工学科, 助教 (60843844)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥17,810,000 (Direct Cost: ¥13,700,000、Indirect Cost: ¥4,110,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2021: ¥10,270,000 (Direct Cost: ¥7,900,000、Indirect Cost: ¥2,370,000)
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| Keywords | 温度応答性 / コア－コロナ型微粒子 / 表面物性 / 微粒子形状 / 高分子微粒子 / 形状制御 / 免疫細胞 / 形状変化 / 細胞－微粒子相互作用 / 微粒子 / 分解性 / マンノース / 貪食 |
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| Outline of Research at the Start |
マクロファージや樹状細胞は、生体内における初期の免疫反応で異物排除に関わる重要な細胞である。申請者らは、高分子微粒子表面がより疎水的で球状の微粒子がマクロファージに貪食されやすいことを明らかにした。一方、マクロファージの代謝や、機能が微粒子の貪食に与える影響は未解明である。本研究では、温度刺激により表面物性と形状を変化しうる微粒子の特性が、
1)マクロファージや樹状細胞への貪食に与える細胞の代謝や活性化
2)マンノースレセプターと微粒子の特異的相互作用が両細胞への微粒子貪食、ならびに免疫機能
に与える影響を明らかにし、抗腫瘍免疫の活性化を実現する微粒子の設計指針を明らかにすることを目的にする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、高分子微粒子の表面物性とその形状がマクロファージへの取り込みに与える影響を明らかにすべく研究を行った。まず、コアの融点を体温近傍に有する生分解性高分子を、コロナに親水性高分子と細胞との相互作用を解析した。この微粒子の細胞への取り込み挙動を調べたところ、表面が浸水性であっても、ロッド状微粒子と球状微粒子の取り込みは大きく異なり、球状微粒子がより取り込まれることが明らかになった。
次にコアのガラス転移温度を37℃を境により低温、もしくは高温に有し、かつ微粒子表面のコロナ鎖の親水性、疎水性を体温近傍で制御した微粒子を調製した。表面の親水性・疎水性の効果と微粒子の形状（球・ロッド）の効果のいずれがマクロファージへの取り込みの効果があるかを確認したところ、微粒子が球状のもののほうがロッド形状のものよりも細胞への取り込みがより大きくなることがわかった。さらに、表面が疎水性になると、球状微粒子の取り込みはさらに向上することが明らかになった。すなわち、微粒子の形状と表面物性を制御すると微粒子と細胞との相互作用、細胞による貪食挙動を制御しうることが明らかになった。マクロファージは、マンノース受容体をその細胞膜に有することから、微粒子表面にマンノースを導入すると、微粒子表面物性とその形状が取り込みに与える影響にマンノースの存在がどのような影響を与えるかを検討した。その結果、マンノースの影響は特に球状微粒子の場合に大きく働き、疎水性球状微粒子よりもはるかに多い微粒子が取り込まれることがわかった。
以上の結果は、マクロファージへの微粒子の取り込み制御と同時に、ガン免疫治療への展開も考えうるものと考えられ、きわめて意義深いと考えられる。
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| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(3 results)
Research Products
(17 results)
