2020 Fiscal Year Research-status Report
Strategy for spatially-controlled tissue regeneration
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19KK0278
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
加藤 功一 広島大学, 医系科学研究科(歯), 教授 (50283875)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
谷本 幸太郎 広島大学, 医系科学研究科(歯), 教授 (20322240)
平田 伊佐雄 広島大学, 医系科学研究科(歯), 助教 (40346507)
吉見 友希 広島大学, 病院(歯), 病院助教 (50707081)
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| Project Period (FY) |
2019-10-07 – 2023-03-31
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| Keywords | 組織工学 / 空間制御 / 三次元造形 / キメラタンパク質 / 関節軟骨 / 細胞成長因子 / 間葉系幹細胞 / 生体分解性高分子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、組織工学の技術を活用した損傷組織の再生治療に関するものであるが、中でもとくに、空間特異的な生体組織構造を設計するための原理の追求を目的とする。海外共同研究者の独自技術（高分子融液を用いた三次元造形技術）を活用して高度に構造制御された多孔質足場材料を設計するとともに、日本側研究者の独自技術（機能性タンパク質の局所的な徐放制御技術）を融合して、組織再生過程を構造と機能の両面から高度に制御し、天然組織に類似した組織構造をもつ関節軟骨移植片を体外で創り出す方法の確立を目指す。このような目的のもと、2020年度には以下の研究成果を得た。
（１）高分子結合性ペプチドとして10残基のアミノ酸からなるペプチドを考案し、それをEGF、bFGF、及びSDF-1alphaの末端に融合した。それらについて特性解析を行うとともに、表面プラズモン測定によってポリスチレン、親水化ポリスチレン、ポリカプロラクトンの各表面への結合性を調べた。その結果、ペプチドの高分子結合性は、融合パートナーの電気的性質及び高分子表面の性状に大きく依存することが明らかとなった。
（２）親水化ポリスチレン及びポリカプロラクトンの表面に各種のキメラタンパク質を担持させ、その表面でヒト骨髄由来間葉系幹細胞（MSC）の増殖試験を行った。また、細胞接着に関わるタンパク質の免疫染色による分析を進めた。その結果、高分子結合性ペプチドと高分子表面との相互作用の安定性に依存して、間葉系幹細胞の接着性及び増殖性が制御されることを見出した。
（３）海外共同研究者が、高分子融液の電解紡糸に基づく3次元造形法によって作成したポリカプロラクトン多孔質膜を基材として、MSCの培養試験を行った。経時的な観察及び細胞骨格の免疫染色による分析を通して、多孔質膜が平滑表面に比べて良好な細胞接着足場となることが明らかになりつつある。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
「研究実績の概要」で述べたように、2020年度は国内において研究を進め、タンパク質担持法及び多孔質膜上での細胞挙動に関して成果を得た。しかしながら、新型コロナウイルス感染症の世界的な拡大の影響で、国際共同研究者と実質的な研究交流が全くできなかった。その結果、2021年度に計画していた所期の目的は十分に達成することはできなかった。これを踏まえ、現在までの進捗状況は「やや遅れている」と判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
2021年度は、キメラタンパク質の多孔質足場材料への複合化と軟骨形成に関する評価を前年度に引き続き進めるとともに、動物内での組織再生に関する試験を実施する。しかしながら、新型コロナウイルス感染症拡大の影響で、2021年度も実際に海外共同研究者のラボに滞在して共同研究を進めることは難しいと予想する。そこで、web会議を頻繁に行うなどして研究打ち合わせの機会を増やすとともに、国内で実施可能な研究項目により多くのエフォートを割り当てる。
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| Causes of Carryover |
新型コロナウイルス感染症拡大の影響で国内外の出張及び海外研究機関での滞在が計画通りに実施できなかったため次年度使用額が生じた。同予算は、2021年度に主に物品費として使用する予定である。
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Research Products
(3 results)
