2023 Fiscal Year Annual Research Report
Development of Fluidic Biomaterials for Immnunomodulation
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21K12696
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| Research Institution | National Institute for Materials Science |
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Principal Investigator |
宇都 甲一郎 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 高分子・バイオ材料研究センター, 主任研究員 (30597034)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 流動性マトリクス / メカノバイオロジー / マクロファージ / マテリオバイロジー / 粘弾性 / 炎症 / バイオマテリアル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題は、研究代表者が独自に開発した「流動性バイオマテリアル」がマクロファージの炎症抑制を誘導することに着目し、材料-細胞間で起こる生物学的応答およびその作用機序の解明を目的とする。
本年度は、当初の計画③「マクロファージの炎症抑制および免疫寛容機構の解明」に着手し、基材の粘性由来の流動性によりLPS刺激に対するマクロファージの接着面積やNF-kBの核移行を変調し、結果として一酸化窒素やサイトカイン/ケモカインの産生等を変調することを明らかとし、マクロファージが接着する足場の流動性が炎症応答に影響を及ぼす物性因子となることを明らかとした。
これまで細胞足場としては固体材料が主に用いられており、その材料の弾性や粘弾性、さらには応力緩和特性が細胞機能や運命制御に影響を及ぼす物性因子として知られていたが、本研究において液体材料の粘性も細胞の運命や機能を制御するための重要な因子となり得ることを明らかとし、流動性バイオマテリアルの粘性制御により炎症応答を変調できること、その作用機序としてメカノトランスダクションが関与していることを解明することができた。流動的性質は、高分子合成を基軸とした分子デザインにより広範囲かつ任意に調節可能であるため、今後の更なる炎症抑制などの免疫応答との連関研究により、その作用機序の全容解明できれば、流動性を介して免疫反応を制御できる新たなバイオマテリアルの開発につながると考えられる。
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