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2022 Fiscal Year Research-status Report

治療用細胞を作製する革新的バイオ界面の開発

Research Project

Project/Area Number 22K19899
Research InstitutionKeio University

Principal Investigator

長瀬 健一  慶應義塾大学, 薬学部(芝共立), 准教授 (10439838)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 綾野 絵理  慶應義塾大学, 薬学部(芝共立), 研究員 (10424102)
Project Period (FY) 2022-06-30 – 2025-03-31
Keywords温度応答性高分子 / 高分子ブラシ / 機能性界面 / バイオ界面 / 細胞分離 / 細胞組織 / 細胞治療
Outline of Annual Research Achievements

本研究は、治療用細胞を効率的に界面で作製するための機能性バイオ界面の作製を目的にしている。
令和4年度は、標的細胞を界面上に効果的に捕捉するための機能性バイオ界面を作製した。ガラス基板の表面に原子移動ラジカル重合(ATRP)の開始剤をシランカップリング反応により修飾した。さらに、クリック反応の官能基であるプロパルギル基を有する高分子を一段階目のATRPにより修飾し、二段階目のATRPで温度応答性高分子を修飾した。その後、クリック反応により細胞と特異的な親和性を有するペプチドを高分子界面に修飾した。高分子の鎖長、ペプチドの修飾密度を変化させ、様々な高分子ブラシ界面を作製した。
作製した細胞親和性ペプチドを担持した高分子ブラシに、ペプチドと親和性を有する標的細胞と夾雑細胞を温度37℃で播種し、接着挙動を確認した。標的細胞は、温度応答性高分子の鎖長が短い高分子ブラシに接着することがわかった。一方、温度応答性高分子の鎖長が長い高分子ブラシには接着しないことがわかった。また、ペプチドと親和性を持たない細胞は、温度応答性高分子の鎖長が短い高分子ブラシにも接着しなかった。これにより、温度応答性高分子の鎖長が短い高分子ブラシ界面にのみ、細胞とペプチドの親和力が働き、効果的に細胞を接着させることがわかった。
また、高分子ブラシ界面に接着していた標的細胞は温度を低下させることで、高分子ブラシ界面から脱離させ、回収できることがわかった。
これらの結果より、標的細胞の高分子ブラシ界面への選択的接着と温度低下による標的細胞の回収が可能であることがわかった。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

当該年度に予定していた標的細胞のみを選択的に接着させる機能性高分子ブラシ界面の作製に成功している。また、標的細胞の回収率を上げる条件検討をすることができた。これらの理由より当初の計画どおり順調に進捗しているといえる。

Strategy for Future Research Activity

令和5年度は、令和4年度に引き続き、界面上で細胞を操作する機能性高分子ブラシ界面の作製を行う。さらに、標的細胞の回収操作の最適化、標的細胞の機能性の評価などを行う。

Causes of Carryover

新型コロナウイルスの感染拡大の影響により、予定していた国際学会での発表がキャンセルとなった。そのため、当初予定していた出張旅費、滞在費が不要となった。次年度以降への出張費用、滞在費などに使用する予定である。

  • Research Products

    (34 results)

All 2023 2022

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 2 results) Presentation (27 results) (of which Invited: 2 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Thermoresponsive mixed polymer brush to effectively control the adhesion and separation of stem cells by altering temperature2023

    • Author(s)
      Kenichi Nagase, Haruno Wakayama, Junnosuke Matsuda, Naoto Kojima, Hideko Kanazawa
    • Journal Title

      Materials Today Bio

      Volume: 20 Pages: 100627

    • DOI

      10.1016/j.mtbio.2023.100627

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Engineered human muscle tissue from multilayered aligned myofiber sheets for studies of muscle physiology and predicting drug response2023

    • Author(s)
      Hironobu Takahashi, Haruno Wakayama, Kenichi Nagase, Tatsuya Shimizu
    • Journal Title

      Small Methods

      Volume: 7 Pages: 2200849

    • DOI

      10.1002/smtd.202200849

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Thermoresponsive bio-affinity interfaces for temperature-modulated selective capture and release of targeted exosomes2022

    • Author(s)
      Kenichi Nagase, Kaichi Yamazaki, Yutaro Maekawa, Hideko Kanazawa
    • Journal Title

      Materials Today Bio

      Volume: 18 Pages: 100521

    • DOI

      10.1016/j.mtbio.2022.100521

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] A thermoresponsive cationic block copolymer brush-grafted silica bead interface for temperature-modulated separation of adipose-derived stem cells2022

    • Author(s)
      Kenichi Nagase, Akari Okada, Junnosuke Matsuda, Daiju Ichikawa, Yutaka Hattori, Hideko Kanazawa
    • Journal Title

      Colloids and Surfaces B: Biointerfaces

      Volume: 220 Pages: 112928

    • DOI

      10.1016/j.colsurfb.2022.112928

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Thermoresponsive block copolymer brush for temperature-modulated hepatocyte separation2022

    • Author(s)
      Kenichi Nagase, Naoto Kojima, Mitsuaki Goto, Toshihiro Akaike, Hideko Kanazawa
    • Journal Title

      Journal of Materials Chemistry B

      Volume: 10 Pages: 8629-8641

    • DOI

      10.1039/D2TB01384C

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 温度応答性高分子を用いたバイオ医薬品・治療用細胞の分離精製法の開発2022

    • Author(s)
      長瀬健一
    • Journal Title

      B&I バイオサイエンスとインダストリー

      Volume: 80 Pages: 268-269

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] パターン化温度応答性培養皿を用いた配向性間葉系幹細胞シートの開発2023

    • Author(s)
      倉持羽純,高橋宏信,David Grainger,花岡健二郎,長瀬健一
    • Organizer
      日本薬学会第143年会(札幌)
  • [Presentation] 温度応答性-肝細胞認識高分子による温度制御による肝細胞分離法2023

    • Author(s)
      長瀬健一,小島直人,後藤光昭,赤池敏宏,花岡健二郎,金澤秀子
    • Organizer
      日本薬学会第143年会(札幌)
  • [Presentation] 温度応答性高分子を用いた肝細胞クロマトグラフィーの開発2023

    • Author(s)
      松田潤之介, 稲永大夢, 後藤光昭, 赤池敏宏, 金澤秀子, 花岡健二郎, 長瀬健一
    • Organizer
      日本薬学会第143年会(札幌)
  • [Presentation] 薬理作用を定量的に評価するための多層型ヒト骨格筋組織モデルの開発2023

    • Author(s)
      高橋宏信, 若山暖乃, 長瀬健一, 清水達也
    • Organizer
      第22回日本再生医療学会総会
  • [Presentation] 温度応答性高分子と肝細胞認識高分子を用いた肝細胞分離材料の開発2023

    • Author(s)
      長瀬健一,小島直人,後藤光昭,赤池敏宏,花岡健二郎,金澤秀子
    • Organizer
      第22回日本再生医療学会総会
  • [Presentation] 温度応答性材料を用いたバイオセパレーション2023

    • Author(s)
      長瀬健一
    • Organizer
      第3回産学連携フォーラム
  • [Presentation] 細胞膜タンパク質とペプチドの相互作用を利用した細胞分離法の開発2022

    • Author(s)
      島根瑠霞、志村昌紀、金澤秀子、花岡健二郎、長瀬健一
    • Organizer
      第4回 生体膜デザインコンファレンス
  • [Presentation] 肝細胞膜との相互作用を利用した細胞分離法の開発2022

    • Author(s)
      松田潤之介, 稲永大夢, 後藤光昭, 赤池敏宏, 金澤秀子, 花岡健二郎, 長瀬健一
    • Organizer
      第4回 生体膜デザインコンファレンス
  • [Presentation] パターニング培養皿を用いた配向性間葉系幹細胞シートの作製2022

    • Author(s)
      倉持羽純,高橋宏信,David Grainger,花岡健二郎,長瀬健一
    • Organizer
      第4回 生体膜デザインコンファレンス
  • [Presentation] 温度応答性-肝細胞認識高分子による温度制御型肝細胞分離材料の創製2022

    • Author(s)
      長瀬健一,小島直人,後藤光昭,赤池敏宏,花岡健二郎,金澤秀子
    • Organizer
      第44回日本バイオマテリアル学会大会
  • [Presentation] 細胞組織移植の効率化を目的とした血管新生因子徐放性ナノ粒子の開発2022

    • Author(s)
      永岡真凜、中野雄斗、山田創太、鵜頭理恵、金澤秀子、花岡健二郎、長瀬健一
    • Organizer
      第44回日本バイオマテリアル学会大会
  • [Presentation] 機能性向上を目的とした配向性間葉系幹細胞シートの開発2022

    • Author(s)
      倉持羽純,高橋宏信,David Grainger,花岡健二郎,長瀬健一
    • Organizer
      第44回日本バイオマテリアル学会大会
  • [Presentation] 生体適合性を持つ温度応答性高分子とアフィニティーリガンドによる細胞分離法の開発2022

    • Author(s)
      島根瑠霞、志村昌紀、金澤秀子、花岡健二郎、長瀬健一
    • Organizer
      第44回日本バイオマテリアル学会大会
  • [Presentation] 温度応答性ポリマーを用いた肝細胞分離カラムの作製2022

    • Author(s)
      松田潤之介, 稲永大夢, 後藤光昭, 赤池敏宏, 金澤秀子, 花岡健二郎, 長瀬健一
    • Organizer
      第44回日本バイオマテリアル学会大会
  • [Presentation] 生体分子との相互作用制御を実現する革新的な温度応答型水圏機能材料の創製2022

    • Author(s)
      長瀬健一
    • Organizer
      日本化学会秋季事業 第12回 CSJ化学フェスタ2022
    • Invited
  • [Presentation] 温度応答型肝細胞クロマトグラフィーの開発2022

    • Author(s)
      松田潤之介, 稲永大夢, 後藤光昭, 赤池敏宏, 金澤秀子, 花岡健二郎, 長瀬健一
    • Organizer
      第66会日本薬学会関東支部大会
  • [Presentation] 温度応答性高分子を用いた肝細胞分離カラムの開発2022

    • Author(s)
      松田潤之介, 稲永大夢, 後藤光昭, 赤池敏宏, 金澤秀子, 花岡健二郎, 長瀬健一
    • Organizer
      日本分析化学会第71年会
  • [Presentation] 細胞組織移植のための細胞増殖因子徐放性ナノ粒子の開発2022

    • Author(s)
      永岡真凜、中野雄斗、山田創太、鵜頭理恵、金澤秀子、花岡健二郎、長瀬 健一
    • Organizer
      第19回次世代を担う若手のためのフィジカルファーマフォーラム(PPF2022)
  • [Presentation] 温度応答性高分子を用いた肝細胞分離カラムの開発2022

    • Author(s)
      松田潤之介, 稲永大夢, 後藤光昭, 赤池敏宏, 金澤秀子, 花岡健二郎, 長瀬健一
    • Organizer
      第19回次世代を担う若手のためのフィジカルファーマフォーラム(PPF2022)
  • [Presentation] アフィニティーリガンドと生体適合性高分子を用いた温度制御型細胞分離法の開発2022

    • Author(s)
      島根瑠霞、志村昌紀、金澤秀子、花岡健二郎、長瀬健一
    • Organizer
      第19回次世代を担う若手のためのフィジカルファーマフォーラム(PPF2022)
  • [Presentation] 温度応答性高分子界面による次世代医薬品の分離精製技術の創出2022

    • Author(s)
      長瀬 健一, 金澤 秀子
    • Organizer
      第71回高分子討論会
    • Invited
  • [Presentation] 細胞移植効率化を目指した血管新生因子徐放ナノ粒子の開発2022

    • Author(s)
      永岡真凜、中野雄斗、山田創太、鵜頭理恵、金澤秀子、花岡健二郎、長瀬 健一
    • Organizer
      第71回高分子討論会
  • [Presentation] 細胞認識ペプチドと温度応答型生体適合性高分子を用いた細胞分離法の開発2022

    • Author(s)
      島根瑠霞、志村昌紀、金澤秀子、花岡健二郎、長瀬健一
    • Organizer
      第71回高分子討論会
  • [Presentation] 温度応答性ポリマーを用いた肝細胞分離カラムの開発2022

    • Author(s)
      松田潤之介, 稲永大夢, 後藤光昭, 赤池敏宏, 金澤秀子, 花岡健二郎, 長瀬健一
    • Organizer
      第29回クロマトグラフィーシンポジウム(石垣)
  • [Presentation] 温度応答性ブロックコポリマーブラシを用いた臍帯由来幹細胞の分離精製2022

    • Author(s)
      長瀬 健一、太田 歩、金澤 秀子
    • Organizer
      第71回高分子学会年次大会
  • [Presentation] 細胞認識ペプチドを用いた感温性ブロックコポリマーブラシによる細胞分離2022

    • Author(s)
      長瀬健一, 志村 昌紀, 島根 瑠霞, 金澤 秀子
    • Organizer
      第71回高分子学会年次大会
  • [Presentation] 温度制御により臍帯(へその緒)から幹細胞を精製する機能性界面の開発2022

    • Author(s)
      長瀬 健一、太田 歩、廣谷 正、金澤 秀子
    • Organizer
      第82回分析化学討論会
  • [Book] バイオプロセスを用いた有用性物質生産技術2022

    • Author(s)
      長瀬健一 他73名、技術情報協会 (編集)
    • Total Pages
      553
    • Publisher
      技術情報協会
    • ISBN
      978-4-86104-904-0

URL: 

Published: 2023-12-25  

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