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2017 Fiscal Year Research-status Report

多機能性ペプチドのナノ構造制御による細胞剥離ファイバーの開発

Research Project

Project/Area Number 16K13623
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

高井 まどか  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (40287975)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Keywordsペプチド / 細胞 / 捕捉 / 剥離 / 酵素
Outline of Annual Research Achievements

昨年度までは、血中循環腫瘍細胞(CTC)をターゲットとして研究をしてきたが、さらなる応用展開のためには、血液中の白血病細胞など、抗体のアフィニテーを用いて、その他の細胞を捕捉の可能性を探る必要がある。そこで、対象のがん細胞を、白血病細胞とし、細胞分離システムの開発を行った。まず、抗体として、anti-CD45抗体を用いた。まず、目的としたEoL1細胞に、CD45の発現を、フローサートメトリーにより確かた。ポリスチレンマイクロファイバーにanti-CD45抗体を固定化することで、EoL1細胞捕捉が可能であった。捕捉されたEoL1細胞の剥離を次に試みた。ペプチドを結合させた抗CD45抗体を固定化した二次元基板による細胞捕捉を試みたが、ペプチドを結合させた抗CD45抗体に対してEoL1細胞の捕捉ができなかった。原因を確認するため、CTCモデルのMCF-7細胞とEoL1細胞のターゲット抗原の発現量を比較した。MCF-7のEpCAM発現量と比較し、CD45の発現量が少なかった。これらの結果より、発現量の少ないターゲット細胞に関しては、抗体の固定化量を増やす必要があると察した。これらの問題点を解決するため、抗体を低分子であるペプチドアプタマーに変更した。ペプチド配列RAL(Arg-Ala-Leu)は、ファージディスプレイによって白血病細胞に吸着する配列として発見されたものであり、我々の実験においてもヒト好酸球由来の白血病細胞であるEoL-1細胞に対してアフィニティがあることが分かっている。このRAL配列およびコラゲナーゼで分解するコラーゲン配列、そしてポリスチレン基板にアフィニティのあるポリスチレンタグをもつペプチドを合成した。現在細胞捕捉と剥離を検討中である。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

今までターゲットとしてきた血中循環腫瘍細胞(CTC)から他のターゲット細胞においても、同システムで捕捉ができることを示せた。

Strategy for Future Research Activity

報告で記載したように、CTC以外のがん細胞や白血球を対象として、細胞を捕捉する可能性を探ったところ、捕捉する細胞により、膜に発現しているタンパク質の量が異なり、これが捕捉率に大きな影響を与えることがわかった。抗体の固定化密度を上げることで、捕捉率をあげることが可能であるため、抗体からペプチドアプタマーへ変更して選択性を見出す。

Causes of Carryover

血中循環がん細胞だけでなく、本マイクロファイバーとペプチドを用いたデバイスシステムの開発までを研究課題として実施する目的としたため。

  • Research Products

    (10 results)

All 2018 2017

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 1 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Rapid and highly efficient capture and release of cancer cells using polymeric microfibers immobilized with enzyme-cleavable peptides2018

    • Author(s)
      Yoshihara Akifumi、Sekine Ryota、Ueki Takayuki、Kondo Yasuhito、Sunaga Yoshiyuki、Nakaji-Hirabayashi Tadashi、Teramura Yuji、Takai Madoka
    • Journal Title

      Acta Biomaterialia

      Volume: 67 Pages: 32~41

    • DOI

      10.1016/j.actbio.2017.11.055

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Fabrication and Comparative Assessment of Electrospun Polymeric Microfiber-based Platform under Bulk Flow Conditions with Rapid and Efficient Antigen Capture2018

    • Author(s)
      Carlton Fune Ogasawara Hoy, Keiichiro Kushiro and Madoka Takai
    • Journal Title

      Analyst

      Volume: 143 Pages: 865-873

    • DOI

      10.1039/C7AN01366C

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Detection of cancer cells using the device of 3D microfiber with mult-functional peptides2017

    • Author(s)
      Akifumi Yoshihara, Yuji Teramura, Yasuhito Kondo, Yoshiyuki Sunaga, Madoka Takai
    • Organizer
      RSC Tokyo International conference 2017
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Fabrication of electrospun polumeric fiber mats for the rapid and sensitive capture of antigen components2017

    • Author(s)
      Carlton F.O. Hoy, Keiichiro Kushiro, Madoka Takai
    • Organizer
      RSC Tokyo International conference 2017
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Fabrication of microfiber membrane capable of rapid diagnosis for immunoassay application2017

    • Author(s)
      Carlton Hoy, keiichiro Kushiro, Madoka Takai
    • Organizer
      Biomaterials International 2017
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Efficient cpture and release of cancer cells using functional peptide immobilized 3D microfiber substrate2017

    • Author(s)
      Akifumi Ypshihara, Yuji Teramura, Madoka Takai
    • Organizer
      SNU (CBE) Utokyo (Bioengineering) Workshop
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Capture and collect of target cells from blood by specific peptide with enzymatic decomposition using microfiber system2017

    • Author(s)
      Akifumi Ypshihara, Madoka Takai
    • Organizer
      Biomaterials International 2017
    • Invited
  • [Presentation] ファイバーを用いた選択的な細胞捕捉のためのカチオン性ペプチド設計の検討2017

    • Author(s)
      吉原彬文、寺村裕治、近藤康人、須永芳幸、高井まどか
    • Organizer
      第39回日本バイオマテリアル学会大会
  • [Presentation] 白血病予後診断のためのマイクロファイバー三次元基板を用いた細胞捕捉、回収デバイスの開発2017

    • Author(s)
      関根涼太、吉原彬文、近藤康人、須永芳幸、山田佳之、高井まどか
    • Organizer
      第27回日本MRS年次大会
  • [Book] リキッドバイオプシー ―体液中腫瘍マーカーの検出・解析技術― 第5章 マイクロファイバー技術を用いたCTC迅速高感度検出デバイス2017

    • Author(s)
      高井まどか
    • Total Pages
      288
    • Publisher
      シーエムシー出版
    • ISBN
      978-4-7813-1259-0

URL: 

Published: 2018-12-17  

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