2021 Fiscal Year Research-status Report
Peptide based biomaterials applied for 3D culture and tissue engineeringgineering
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19K12810
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| Research Institution | Kansai University |
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Principal Investigator |
平野 義明 関西大学, 化学生命工学部, 教授 (80247874)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大槻 周平 大阪医科薬科大学, 医学部, 講師 (20589840)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 組織工学 / 足場材料 / ペプチドハイドロゲル / 軟骨 / 半月板 / 腱 / RGDS / 細胞集合体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、研究計画書に基づいて下記の2項目について、研究を遂行した。
・細胞集合体埋入ペプチドハイドロゲルの機能解析：ペプチドハイドロゲルと細胞集合体との融合によるオルガノイド様組織形成の検討肝細胞(HepG2, HepRG)と血管内皮細胞(HUVEC)やヒト間葉系肝細胞(hMSC)とHUVECを用いた細胞集合体誘導ペプチドの効果を検証したところ、何れの細胞においても集合体を誘導することが可能となり、Live/Deadアッセイから生細胞のみであることが明らかになり、また細胞機能は1.5倍から2倍程度向上できることが明らかになった。肝臓オルガノイド様組織の観察解析結果については認めることができなかった。
・細胞集合体埋入ペプチドハイドロゲルの半月板再生評価：RGDSを含んだベータヘアピン構造を有するペプチドハイドロゲルが半月板再生に有効かどうかについて、ウサギの半月板・軟骨損傷モデルに埋入して検証した。また、半月板再生用足場としての機械特性についても合わせて検証した。その結果、いずれも細胞を埋入せずペプチドハイドロゲルだけで半月板・軟骨損傷が12週程度で再生した。組織学的評価・コラーゲン組織再生においてもペプチドハイドロゲル足場の有効性が証明された。軟骨・骨芽細胞集合体やhMSC集合体を埋入したペプチドハイドロゲルをinvitroで解析したところ、ゲル内で増殖することが明らかになった。また、埋入する細胞数や培養条件のコントロールがとても重要であることが明らかになった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
新型コロナウイルスの蔓延により緊急事態宣言やまん延防止等重点措置が発出され、濃厚接触者等により研究室閉鎖や研究室使用の時間制限が行われたため研究計画より遅れていると判断する。
・肝臓オルガノイド様組織の観察解析は、充分研究展開できなかった。
・細胞集合体埋入ペプチドハイドロゲルの半月板再生評価；概ね予定通りに実施したが、再現性や条件検討を十分行うことができなかった。
以上のように、研究時間の制約により目標を達成出来なかった。達成出来なかった目標については、令和4年度に繰越実施予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
・細胞集合体誘導ペプチドと肝内胚葉細胞、血管内皮細胞、間葉系細胞を共培養することにより早く効率的に肝臓オルガノイド様組織が形成されるかを検討する。形成された肝臓オルガノイド様組織は、組織学的に解析し評価する。
・ペプチドハイドロゲル足場材料による半月板再生評価；ペプチドハイドロゲルが半月板再生に有効かどうかについてウサギの半月板・軟骨損傷モデルに埋入して検証した。その結果をもとに、半月板再生用足場としての動物種等を考慮して機械特性について検証する。その後、ペプチドハイドロゲルのみを、ウサギの半月板・軟骨損傷モデルに埋入して、細胞集合体組織の挙動や細胞の増殖・組織再生状態やハイドロゲルの分解挙動を解析する。また、関節周りの腱などにも適用範囲を広げて、組織再生能を評価する。
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| Causes of Carryover |
新型コロナウイルスの影響による緊急事態宣言等で研究の進捗が予定よりやや遅れた。また国際会議（海外出張）および国内学会の開催がオンラインに切り替わり出張費が残った。
次年度は遅れた実験を行うための消耗品費に充当、また、対面学会の開催が可能になれば出張費として使用する。
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[Presentation] elf-assembling beta-hairpin peptide hydrogel scaffold for meniscal defect2022
Author(s)
Y. Hirano, N. Okuno, S. Otsuki, J. Aoyama, K. Nakagawa, T. Murakami, K. Ikeda, T. Okayoshi, H. Wakama, Y. Okamoto, M. Neo
Organizer
Joint Symposium-SFB+JSB
Int'l Joint Research
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