2018 Fiscal Year Research-status Report
Synthesis and in vivo characterization of polymer-multilinked hemoglobin assembly as artificial oxygen carrier
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17K01367
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| Research Institution | Nara Medical University |
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Principal Investigator |
松平 崇 奈良県立医科大学, 医学部, 助教 (20570998)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
酒井 宏水 奈良県立医科大学, 医学部, 教授 (70318830)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 血液代替物 / 高分子 / ヘモグロビン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、輸血用赤血球の代替となり得る人工酸素運搬体として、生体適合性が高い高分子鎖を介して多重連結されたヘモグロビン（Hb）集合体（polymer-multilinked Hb assembly; PML-Hbs）の創製を目的としている。平成30年度は、前年度に得られた知見を基に、構造が制御された高分子量PML-Hbsを簡便に合成する方法を見出した。
Hbが生理的条件下で安定なα2β2 四量体構造を形成しており、2つのαβサブユニットとの結合解離平衡状態にあることは、よく知られた事実である。当該年度では、両末端に官能基を持つPEGを用いて、Hbのα2β2四量体構造の2つのβ鎖をPEGで結合した、環状構造を持つHb誘導体をモノマーとして合成した。合成した環状Hbモノマーは、低濃度ではモノマー構造を保つ一方、高濃度ではαβサブユニットの交換平衡を介して開環重合が進行し、非共有結合的な相互作用によりモノマー同士が結合した、超分子構造を持つPML-Hbsが生成することを明らかにした。架橋剤を用いてこの超分子構造を固定したところ、平均重合度が約13、平均分子量が約100万、分子サイズが約100 nmのPML-Hbsの生成が確認された。
本研究のように、超分子化学の手法を人工酸素運搬体の合成に応用した例は他に類を見ず、当該年度の結果は様々な三次元構造を持つPML-Hbsを合成する方法を拓いた。この知見は国内学会発表（3件）と、国際学会発表（1件）を通じて発信されたほか、2報の学術論文として科学雑誌に掲載され、うち1報は雑誌のSupplementary coverにも採用された。
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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
前年度の実施状況報告書では、平成30年度の目標を「PML-Hbs合成方法の最適化と、物理化学的性質の測定」と設定した。当該年度では、サブユニット交換反応を用いた開環重合によるPML-Hbsの合成と精製に成功し、その物理化学的性質をnative Hbと比較した。従って、研究は概ね順調に進行していると評価できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
様々な構造を持つPML-Hbsを合成してスクリーニングを継続すると共に、有望なものについては、実験動物への投与を視野に入れた無菌的雰囲気下でのスケールアップ合成の方法を検討する。
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