2023 Fiscal Year Research-status Report
細胞膜糖鎖との可逆的結合を利用したマルチリガンド細胞凝集・脱凝集化剤の開発
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22K19888
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
金野 智浩 東北大学, 薬学研究科, 教授 (80371706)
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| Project Period (FY) |
2022-06-30 – 2025-03-31
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| Keywords | リン脂質ポリマー / フェニルボロン酸 / 細胞膜修飾 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究ではマルチリガンド型の細胞凝集・脱凝集化剤を創製し，培養過程にある細胞に対して多価相互作用を用いて可逆的に細胞の凝集と脱凝集の状態を制御できる細胞分離技術の開発を目的としている。当該年度は昨年度に引き続き本研究に用いる要素ポリマーの合成を行った。親水性モノマーとして側鎖にリン脂質極性基を有する2-メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン，側鎖にフェニルボロン酸基を有する3-メタクリルアミドフェニルボロン酸を要素とし，さらにポリマーの溶存状態制御を目的として2-ヒドロキシエチルメタクリレート，またはn-ブチルメタクリレートからなる3元共重合体を合成した。これらのポリマーに含まれるフェニルボロン酸基を有する水溶性ポリマーが個々の細胞に対して結合能を有していることを見出すことに成功した。また，非水溶性ポリマーとして合成したものについては培養基材の表面修飾に適用した。その結果，播種した細胞が可逆的に接着する現象を見出した。一方，個々の細胞を凝集させるためには個々の細胞に結合したポリマー間での分子間相互作用を生起させなければ凝集までは至らないことがわかった。したがって，ポリマーの水中における溶存状態制御として，温度やpHなど系内の環境に応じてポリマー間の会合挙動や凝集挙動を可逆的に制御する必要であると考えている。次年度以降、モノマーユニットの選定を含めて，浮遊系細胞の凝集と脱凝集を可能とするポリマー構造を明らかにしていく。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本研究ではフェニルボロン酸基を有する水溶性ポリマーによる個々の細胞に対する細胞膜修飾に続いて，それらの細胞群の可逆的凝集を引き起こすことを計画している。これまでに個々の細胞に対して可逆的に修飾できるポリマーの合成には成功したものの，それら複数の細胞を可逆的に凝集させるところまでは至っていない。その原因としてポリマー間での分子間相互作用が十分に機能していないことが考えられる。したがって，次年度以降において温度やpHなど物理的な外部刺激に応じてポリマーの凝集・脱凝集が行えるユニットの導入を計画している。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでの研究により，個々の細胞を可逆的に凝集・脱凝集させるための要素機能として，（１）非毒性，（２）細胞膜糖鎖への可逆的結合，そして（３）ポリマー間での凝集・脱凝集が必要であると考えられる。これまでに非毒性および個々の細胞の細胞膜糖鎖への可逆的結合は達成されているものの，（３）のポリマー鎖間での凝集・脱凝集の機能を導入する必要がある。そこで，今後の研究の推進対策として，系内の物理刺激（温度やpH）を利用したポリマーの凝集・脱凝集を導入することを計画する。
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| Causes of Carryover |
当該年度はポリマーの大量合成系を確立することに傾注し試薬類の購入を行った。一方，その構造解析に必要な装置の不具合等が見つかったため次年度使用額が生じている。次年度において構造解析に必要な装置の修理もしくは購入を計画する。修繕次第，計画的に使用することとする。
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