| Project/Area Number |
22K19905
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 90:Biomedical engineering and related fields
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| Research Institution | National Agriculture and Food Research Organization |
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Principal Investigator |
Kambe Yusuke 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 生物機能利用研究部門, 主任研究員 (30747671)
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| Project Period (FY) |
2022-06-30 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
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| Keywords | 生分解性 / シルク / ゲル / in vivo / マクロファージ / MMP / 低分子量 / βシート / βシート構造 / 蛍光イメージング |
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| Outline of Research at the Start |
ハイドロゲルをはじめとする移植材料の生分解性は、移植による治療効果や有害事象を決定し得る重要な特性である。しかし、移植材料の生分解性に関する知識の多くは生体外（in vitro）での実験結果に基づいており、生体内（in vivo）での生分解性は不明な点が多い。本研究では、シルクフィブロインゲルをモデル材料として、ゲルの生分解を主に担う生体側因子は分解酵素あるいは貪食細胞なのか、また、ゲルの生分解性を決定する材料物性は何なのか、明らかにする。本研究完成の暁には、in vivoでの生分解性の自在制御を達成するための移植材料の設計指針が得られる。
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| Outline of Final Research Achievements |
In this study, we clarified a mechanism of in vivo degradation of Bombyx mori silk fibroin hydrogels. Immediately upon implantation, active matrix metalloproteinases reached the implanted silk fibroin hydrogel and began cleaving silk fibroin networks, which might result in the loosening of the networks and then enabled immune cells, such as macrophages, to start the bulk-level hydrogel degradation. We also found that the beta-sheet crystalline in silk fibroin hydrogels is a determinant for in vivo hydrogel degradation.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究は、in vivoでの材料の生分解性の解明に取り組んだものであり、得られた知見は、移植された材料の生分解性を知り、制御する上で有用である。また、材料のin vivoでの生分解性を蛍光観察により、非侵襲的に評価する手法は、超音波診断装置やCTなどのモダリティに比べて安価な手法であるため、従来避けられてきた移植材料でのin vivo評価の普及に貢献し得る。
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