2019 Fiscal Year Annual Research Report
再生医療を革新的に効率化する機能性バイオ界面の創製
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19H02447
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
長瀬 健一 慶應義塾大学, 薬学部(芝共立), 准教授 (10439838)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
金澤 秀子 慶應義塾大学, 薬学部(芝共立), 教授 (10240996)
綾野 絵理 慶應義塾大学, 薬学部(芝共立), 研究員 (10424102)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 温度応答性界面 / 機能性インターフェイス / 細胞分離 / バイオセパレーション / 再生医療 / 組織工学 / バイオマテリアル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、再生医療に用いる細胞組織を作製するための機能性バイオインターフェイスの開発を目的としている。
令和元年度は、標的細胞を温度応答性高分子であるポリ(N-イソプロピルアクリルアミド)(PNIPAAm)に電荷を導入したバイオインターフェイスによる細胞分離の機能の開発に焦点を当てて研究を推進した。
温度応答性高分子PNIPAAmに負電荷を有するアクリル酸(Acrylic acid: AAc)と、疎水性を有するtert-ブチルアクリルアミド(tert-ブチルアクリルアミド: tBAAm)を共重合したP(NIPAAm-co-AAc-co-tBAAm)を高密度なブラシ状に修飾したガラス基板を用いた細胞分離の検討を行った。血管を構成する細胞である血管内皮細胞(HUVEC)と平滑筋細胞(SMC)を用いた分離の検討を行ったところ、37℃で、負電荷を有する温度応答性高分子ブラシにSMCの接着が促進され、20℃でHUVECの脱着が促進される傾向が見られた。この特性を利用して、温度変化だけでHUVECとSMCの分離を達成することができた。
また、同様に正電荷を有するN,N-ジメチルアクリルアミド(DMAPAAm)をPNIPAAmと共重合した温度応答性高分子ブラシを用いた間葉系幹細胞(MSC)の分離についても着手している。ガラス基板に正電荷を有するDMAPAAmを重合し、その後、NIPAAmを重合することで、PDMAPAAm-b-PNIPAAmを構築した。作製したPDMAPAAm-b-PNIPAAm修飾ガラス基板にMSCを播種したところ、37℃、20℃で他の細胞と異なる挙動を示した。これにより、温度変化のみでのMSCの精製に応用可能な事が示された。
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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
本研究課題では、初年度および二年目に温度応答性高分子を用いた機能性界面の構築とそれを用いた細胞分離について計画していた。温度応答性高分子に負電荷を有するアクリル酸を共重合したP(NIPAAm-co-AAc-co-tBAAm)の構築と血管構成細胞を用いた細胞分離、および、正電荷を有するDMAPAAmを温度応答性高分子に導入したPDMAPAAm-b-PNIPAAmを構築と間葉系幹細胞の分離を達成することができた。
これらの理由より当初の計画どおり順調に進捗しているといえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和二年度は、引き続き温度応答性高分子を用いた機能性バイオインターフェイスの設計を行なう。標的細胞を特異的に接着させる因子を機能性バイオインターフェイスへと導入し、細胞分離の精度を向上させる。さらに、細胞組織の作製を可能にする機能性バイオインターフェイスの開発にも着手する。
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