Fabrication of new cartilage tissues using latex nanoparticles as reinforcing particles and enhancing factors of cell differentiation

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K05701
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 37010:Bio-related chemistry
• Research Institution: Toyota Technological Institute
• Principal Investigator: OKAMOTO MASAMI 豊田工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 特任准教授 (60288553)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: ラテックス / 軟骨再生 / 生体コンポジット / 細胞機能 / 薬理効果

Outline of Final Research Achievements

we conducted a precise structural analysis of natural rubber latex (NRL)nanoparticles, and based on the cytotoxicity research of NRL particles, we demonstrated that target
selectivity and programmed cell death were induced in cancer cells. , found pharmacological effects as anticancer activity. He developed NRL particles as novel bioactive substances that can modulate various cellular functions (cell adhesion, differentiation, signaling pathways, etc.) and evaluated the physicochemical interactions between NRL particles and cells. His recent advances include research on the induction of bone and cartilage differentiation by NRL particles, and he was the first to successfully create a bio-composite incorporating NRL nanoparticles.

Free Research Field

生体組織工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

高分子ナノコンポジット研究を基盤として生体組織工学に向けた「生体コンポジット」という新しい研究領域をつくることに挑戦した。軟骨の再生は重要かつ緊急の課題であり、臨床的にもその必要性は極めて高いために、in vitro培養による軟骨組織形成の研究が注目されている。NRLの薬理的用途としての可能性は高いものの，NRLナノ粒子の細胞毒性に関しては十分に理解されてこなかった。そこで申請者はNRL粒子表面のタンパク質にhMSCの増殖や軟骨細胞への分化に効果があることを、マーカー遺伝子解析によって見いだした。さまざまな細胞機能を調節できる新規生物活性物質としてのNRLナノ粒子の開発に成功した。