2021 Fiscal Year Annual Research Report
Design of Biomimetic Polymers Which Enable Immuno-tolerant Effects via Week Interactions
| Project Area | Biophysical Chemistry for Material Symbiosis |
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| Project/Area Number |
20H05877
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| Research Institution | National Institute for Materials Science |
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Principal Investigator |
荏原 充宏 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 機能性材料研究拠点, グループリーダー (10452393)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
宇都 甲一郎 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, 独立研究者 (30597034)
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| Project Period (FY) |
2020-11-19 – 2025-03-31
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| Keywords | 物質共生 / アポトーシス / MPS / 生体模倣 / スマートポリマー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年の免疫治療学分野では、抗体のような標的分子と強く相互作用する分子ではなく、弱い相互作用に基づいて共生状態を調整している分子が大いに注目を集めている。本研究では、細胞がアポトーシスを起こす際に細胞膜の外側に露呈されるフォスファチジルセリン（PS）に着目し、抗炎症シグナルの誘導メカニズムを解明することを目的としている。その実現のために本研究では、独自に開発を進めてきたPSを模倣した合成ポリマー（methacryloyloxyethyl phosphorylserineポリマー; MPSポリマー）を基盤とした新たなシンバイオティック・マテリアルの創製を目指す。当該年度は、MPSポリマーと免疫細胞との相互作用を検討した結果、MPSポリマーの重合比、組成、分子量、粒径などのパラメーターによって免疫細胞と相互作用を変化させると免疫細胞の抗炎症効果に大きく影響を与えることが明らかとなった。これらの結果は、これまでになかった「物質共生のための生命物理化学」という学問を切り拓くために重要な知見となる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
相互作用を見るパラメーターとして、ポリマーの構造（ランダム共重合体、ブロック共重合体など）との関連を明らかにすることを本年度の目標としたが、ポリマーの会合数や密度などによって炎症も惹起する可能性を見出すことができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、アポトーシス細胞膜模倣ポリマーMPSと、それを認識するマクロファージとの相互作用を解析する。具体的には、MPSを認識するレセプターの同定を行う。さらに、QCMやSPRなどを使って結合乗数を算出する。その際、MPSの物性（粒子径、硬さ、荷電、疎水度、共重合するモノマーの種類など）とレセプターの種類との相関を明らかにする。他の計画班が有する解析装置（高速ライブセルAFM、X線結晶構造解析、NMR解析、X線散乱、高速原子間力顕微鏡およびクライオ電子顕微鏡解析）を利用することで、相互作用の強さを明らかにしていく。
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