Photoresponsive 3D structure formation using glycoengineered cells

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K20701
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 90120:Biomaterials-related
• Research Institution: National Cardiovascular Center Research Institute (2020-2021); Kansai University (2019)
• Principal Investigator: Otaka Akihisa 国立研究開発法人国立循環器病研究センター, 研究所, 上級研究員 (30739561)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 組織工学 / 3Dプリンター / 糖鎖改変 / 高分子化学 / DDS / mRNA医薬

Outline of Final Research Achievements

(1) We proposed a novel method to initiate intracellular adhesion by a photo-responsive cross-linking reaction using glycoengineered cells cultured with methacryloyl mannosamine. Using this method, we can fabricate a high cell density 3D structures composed of variety of cell types, and it will become possible to construct complicated structures like a living tissues. (2) We synthesized zwitterionic methacryloyl arginine using the same reaction scheme used above and found that monomers can capture nucleic acids. These findings indicate the methacryloyl arginine can be used as an mRNA condensation agent and will be a novel composition unit of mRNA carrier.

Free Research Field

生体医工学・生体材料学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

細胞から立体構造を構築する新たな手法を提案した。本手法で構築した細胞構造体は生体組織に近い細胞密度を有しており、また複数の細胞集団を複合化できる点で画期的である。従来の細胞構造化手法では再現できなかったより複雑な組織構築の手法として応用が期待される。また、この実験を通じて習得した分子修飾法を応用して、核酸との複合化が可能な双性イオン性ポリマーを合成した。このポリマーは、双性イオン性にもかかわらず核酸保持能を有しており、学術的にも興味深い特性を示し、mRNA医薬への応用が期待される。