2020 Fiscal Year Research-status Report
"Peptide-polymer" combinatorial screening research for the creation of bone regeneration materials
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20K05227
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
蟹江 慧 名古屋大学, 創薬科学研究科, 助教 (80636407)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
成田 裕司 名古屋大学, 医学部附属病院, 講師 (60378221)
緒方 藍歌 名古屋大学, 医学系研究科, 特任講師 (70718311)
宇都 甲一郎 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, 独立研究者 (30597034)
加藤 竜司 名古屋大学, 創薬科学研究科, 准教授 (50377884)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 骨再生 / ペプチド / ハイブリッドマテリアル / インフォマティクス / ロボティクス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、細胞の増殖・分化をコントロール(細胞選択性)する、骨再生マテリアルに適した材料開発を最終目標とする。医療材料表面で表したい細胞選択性は、土台である高分子材料と機能性分子(ペプチド)の組合せによる総合的な効果で決まると考えられる。しかし、高分子材料やペプチドは種類や配合比、濃度だけでも無数に考えられ、総当たりで設計していては非効率である。本研究では、高分子材料とペプチドの物性値計測をし、情報処理解析技術やコンビナトリアル技術を用い、ハイブリッド骨再生マテリアルの創出を目指す。
本研究では、高分子材料とペプチドの物性値計測をし、情報処理解析技術やコンビナトリアル技術を用いることで、ハイブリッド骨再生マテリアルの創出を目指す。具体的に以下の5点を明らかにするため、5つの計画とした。
計画1．骨再生関連タンパク質の配列情報解析(2020年度前半)、計画2．骨再生ペプチドのスクリーニングと物性値取得(2020年度前半～後半)、計画3．生分解性高分子の作製と物性値情報解析(2020年度後半～2021年度前半)、計画4．『ペプチド-高分子』ハイブリッドマテリアルの創出(2021年度前半～2022年度前半)、計画5．医師の操作性検証および動物実験(2022年度前半～後半)。
2020年度においては、計画1、計画2の遂行と、計画3の一部遂行が目標であった。その結果、計画1、計画2に関しては目標としていたタンパク質の配列情報解析や、新規ペプチドの取得を行うことができた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
2020年度においては、『計画1．骨再生関連タンパク質の配列情報解析』と『計画2．骨再生ペプチドのスクリーニングと物性値取得』、『計画3．生分解性高分子の作製と物性値情報解析』の一部を実施する予定であった。
計画1と計画2においては、新規ターゲットタンパク質由来のペプチドにおける骨再生能の確認や、短鎖ペプチドにおける骨再生能の確認がなされ、数種類の候補ペプチドを得ることができた。
また、計画3においては、合成高分子を数種類用い、ガラス基板上にキャストすることによるアッセイ系を確立することができた。また、プラスチック容器上において複数ペプチドの組みああせ評価も実施し、組合せによる機能性ペプチドの効果を検出することができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、引き続き高分子材料とペプチドとのハイブリッドマテリアル作製のための、基礎的な知見を得るための研究を遂行する。
2021年度では、『計画3．生分解性高分子の作製と物性値情報解析』の後半部分に関してデータを取得することや、『計画4．『ペプチド-高分子』ハイブリッドマテリアルの創出』にある、得られた評価結果から実際に『ペプチド-高分子』ハイブリッドマテリアルを作製し、骨再生能の評価を行う。その際に、効率的かつ安定的な実験結果が得られるようロボティクスを駆使し、研究を遂行していく予定である。
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[Journal Article] Performance of a Biodegradable Composite with Hydroxyapatite as a Scaffold in Pulp Tissue Repair2022
Author(s)
Motoki Okamoto, Sayako Matsumoto, Ayato Sugiyama, Kei Kanie, Masakatsu Watanabe, Hailing Huang, Manahil Ali, Yuki Ito, Jiro Miura, Yujiro Hirose, Koichiro Uto, Mitsuhiro Ebara, Ryuji Kato, Aika Yamawaki-Ogata, Yuji Narita, Shigetada Kawabata, Yusuke Takahashi, Mikako Hayashi
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Journal Title
Polymers (Basel)
Volume: 12
Pages: 937
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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