2022 Fiscal Year Annual Research Report
Dynamic regulation of cell behavior using stimuli-responsive polymers with dynamic crosslinks
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20H04539
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| Research Institution | Kansai University |
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Principal Investigator |
宮田 隆志 関西大学, 化学生命工学部, 教授 (50239414)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岩崎 泰彦 関西大学, 化学生命工学部, 教授 (90280990)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 刺激応答性高分子 / 細胞 / メカノバイオロジー / 動的架橋 / 時空間制御 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
動的架橋戦略に基づき，刺激に応答して物理的・化学的性質を変化させる3種類の刺激応答性高分子を設計し，その材料表面（2D培養）やゲル内部（3D培養）を用いた時空間制御型細胞培養システムの構築を目指して研究し，以下のような成果が得られた。
1)光・温度応答性ゲルの設計と細胞制御：引き続き，下限臨界溶液温度（LCST）を有する光二量化基導入PEG誘導体を合成し，光照射時間の調節により弾性率の異なる光・温度応答性PEGゲルを調製した。また，フィルムを作製した後に光二量化を行い，より高い弾性率を有する光・温度応答性PEGフィルムも調製した。光照射や温度によって，これらの光・温度応答性PEGゲル・フィルムの弾性率と親水性・疎水性を制御することに成功した。さらに，様々な弾性率や親水性・疎水性を有するゲルやフィルムの表面で細胞培養し，その接着や伸展などの細胞挙動を明らかにした。
2)光・生体分子応答性ゲルの設計と細胞制御：引き続き，分子複合体形成部位と光二量化基を導入したPEG誘導体と生体分子とから四分岐構造の分子複合体を形成させた後，光照射によるゾル－ゲル相転移挙動と標的分子添加によるゾル化挙動を明らかにした。さらに，光・生体分子応答性ゲル内部に細胞を内包させることに成功した。
3)光応答性フィルムの設計と細胞制御：引き続き，光二量化基導入PDMS誘導体を調製し，フォトマスクを通した光照射により様々な弾性率パターンの表面を形成した。光照射によりフィルム表面の化学的性質は変化しないが，物理的性質が変化することを明らかにした。さらに，このパターン化フィルム表面上で間葉系幹細胞を培養し，骨分化などへ分化誘導に成功した。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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