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2014 Fiscal Year Annual Research Report

細胞活性化型キメラマトリックスの設計によるES/iPS細胞の機能と分化過程の制御

Research Project

Project/Area Number 23220014
Research InstitutionFoundation for Advancement of International Science

Principal Investigator

赤池 敏宏  公益財団法人国際科学振興財団, 再生医工学バイオマテリアル研究所, 所長 (30101207)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 小畠 英理  東京工業大学, 総合理工学研究科(研究院), 教授 (00225484)
長岡 正人  福井大学, 学内共同利用施設等, 助教 (90397050)
Project Period (FY) 2011-04-01 – 2015-03-31
KeywordsES/iPS細胞 / 再生医工学 / 細胞用まな板 / 細胞マトリックス設計 / 神経細胞 / E-カドヘリン / N-カドヘリン / 均一系肝細胞反応
Outline of Annual Research Achievements

近年、失われた臓器や組織を再生する再生医療が大いに注目を集めている。中でもE S/iPS細胞は、この再生医療を実現するための細胞ソースとして期待されれているが、その実現には工学的問題を中心に、多くの困難な課題がのしかかっている。本研究は、ES/iPS細胞用まな板というコンセプトに基づき、様々な固定化型細胞制御因子のオリジナルな設計を通じて、このE S/iPS細胞培養に関わる難関に生命理工学学際的にチャレンジした。すなわち、効率的な未分化増殖培養によるその大量培養法の開発と、その高効率かつ利便性の高い分化制御を実現し、簡便かつ安全性の高い細胞の大量確保に先駆け先鞭をつけた。山中らの方法を含めた世界中の方法がES/iPS細胞の均一な未分化状態の維持とその効率的な分化細胞の調製など決定的に不都合であった。このようなことから、コロニー形成をすることなしに単一細胞・均一系で培養できる系が望まれていた。
我々は、細胞接着分子として知られているE-カドヘリンを細胞認識性バイオマテリアルとして、この分子と免疫グロブリンのFc部分を融合させた、キメラタンパク質E-カドヘリンFc分子の設計に成功した。このE-カドヘリン-Fc固定型培養器材を用いることで、ES/iPS細胞をコロニー化させずに、均一に分散した単一細胞状態での培養を世界ではじめてチャレンジし、成功し、シグナルも比較解析した。
こうして、本研究によりES/iPS細胞均一な増殖・肝細胞・神経細胞への均一系での分化誘導と分離精製を可能とし再生医工学基礎技術を飛躍的に向上させた。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (17 results)

All 2015 2014

All Journal Article (8 results) (of which Peer Reviewed: 8 results) Presentation (6 results) (of which Invited: 4 results) Book (3 results)

  • [Journal Article] A hybrid substratum for primary hepatocyte culture that enhances hepatic functionality with low serum dependency.2015

    • Author(s)
      Qingyuan Meng, Chunsheng Tao,Zhiye Qiu, Toshihiro Akaike, Fuzhai Cui, Xiumei Wang.
    • Journal Title

      Int J Nanomedicine

      Volume: 10 Pages: 2301-2323

    • DOI

      10.2147/ljn.575011

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] AFM characterization of chemically treated corneal cells.2015

    • Author(s)
      Teiko Shibata-Seki, Kazuki Tajima, Hiroki Takahashi, Hiroya Seki, Junji Masai, Hiroshi Goto, Eiry Kobatake, Toshihiro Akaike, Norihiko Itoh.
    • Journal Title

      Anal Bioanal Chem

      Volume: 407 Pages: 2631-2635

    • DOI

      10.1007/s00216-015-8473-0

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Innovative Delivery of siRNA to Solid Tumors by Super Carbonate Apatite2015

    • Author(s)
      Xin Wu,Hirofumi Yamamoto,Hiroyuki Nakanishi,Yuki Yamamoto,Akira Inoue,Mitsuyoshi Tei,Hajime Hirose,Mamoru Uemura,Junichi Nishimura,Taishi Hata,Ichiro Takemasa,Tsunekazu Mizushima,Sharif Hossain,Toshihiro Akaike,Nariaki Matsuura,Yuichiro Doki,Masaki Mori
    • Journal Title

      PLOS ONE

      Volume: March4 Pages: 1-21

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0116022

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Cadherin-Fc Chimeric Protein-Based Biomaterials:Advancing Stem Cell Technology and Regenerative Medicine Towards Application2015

    • Author(s)
      Kakon Nag,Nihad Adnan,Koichi Kutsuzawa,Toshihiro Akaike
    • Journal Title

      INTECH

      Volume: 1 Pages: 137-164

    • DOI

      org/10.5772/58287

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] バイオ人工肝臓へのチャレンジ 革新的バイオマテリアルとしてのカドヘリンマトリックス工学の応用2015

    • Author(s)
      赤池敏宏、沓沢好一、荒津史裕、Kakon Nag
    • Journal Title

      アークメディア「肝胆膵」

      Volume: 70 Pages: 375-384

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] pH-sensitive carbonate apatite nanoparticles as DNA vaccine carriers enhance humoral cellular immunity.2014

    • Author(s)
      Pan He, Shin-nosuke Takeshima, Seiichi Tada, Toshihiro Akaike,Yoshihiro Ito, Yoko Aida
    • Journal Title

      Vaccine

      Volume: 34 Pages: 6199-6205

    • DOI

      10.1016/j.vaccine.204.09.032

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] E-Cadherin-Fc Chimeric Protein-Based Biomaterial Breaking the Barriers in Stem Cell Technology and Regenerative Medicine2014

    • Author(s)
      Nag K, and Akaike T
    • Journal Title

      Advanced Materials Research

      Volume: 801 Pages: 41-76

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Dynamic chemotactic response of fibroblasts to local stimulation using EGF-immobilized microbeads2014

    • Author(s)
      Fumihiro Aratsu,Ichiro Harada,Soichiro Yoshimura,Chong-Su Cho,Toshihiro Akaike,Yoh-ichi Tagawa
    • Journal Title

      Biomaterials

      Volume: 35 Pages: 2471-2476

    • DOI

      10.1016/j.biomaterials.2013.12.013

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Super Effective pH-sensitive carbonate apatite for intracellular regulation of cancer,ES/iPS cells:Advancing nanobiomarerial research towards biomedical engineering2014

    • Author(s)
      Sharif Hossain,Toshihiro Akaike
    • Organizer
      第10回国際高分子カンファランス〔The10th IPC2014)
    • Place of Presentation
      つくば国際会議場
    • Year and Date
      2014-12-02 – 2014-12-05
  • [Presentation] Cell-recognizable Fc-chimeric protein-based biomaterials are novel tool for advancing stem cell technology and regenerative medicine2014

    • Author(s)
      Toshihiro Akaike
    • Organizer
      第10回国際高分子カンファランス〔The10th IPC2014)
    • Place of Presentation
      つくば国際会議場
    • Year and Date
      2014-12-02 – 2014-12-05
  • [Presentation] Cadherin-Matrix Engineering in Cell-Recognizable Biomaterials2014

    • Author(s)
      Toshihiro Akaike
    • Organizer
      9th TOIN International Symposium BME
    • Place of Presentation
      Yokohama
    • Year and Date
      2014-11-08 – 2014-11-08
    • Invited
  • [Presentation] Cadherin-Matrix Engineering for new frontier of Cell Recognition Biomaterials2014

    • Author(s)
      Toshihiro Akaike
    • Organizer
      7Th World Congress on Preventive and Regenerative Medicine (WCPRM2014)
    • Place of Presentation
      Chientan Youth Activity Center,Taipei,Taiwan
    • Year and Date
      2014-11-04 – 2014-11-07
    • Invited
  • [Presentation] Cadherin-Matrix Engineering for new frontier of Cell Recognition Biomaterials2014

    • Author(s)
      Toshihiro Akaike
    • Organizer
      JSPS A3Foresight International Symposium on Nano-Biomaterials and Regenerative Medicine
    • Place of Presentation
      Tokyo,Japan
    • Year and Date
      2014-10-08 – 2014-10-09
    • Invited
  • [Presentation] SUPER EFFECTIVE CAPATITE NANOPARTICLES AS A VERSETILE TOOL FOR GENE BASED NANO-MEDICINE DELIVERY2014

    • Author(s)
      Toshihiro Akaike
    • Organizer
      The 2nd International Symposium on Polymer Ecomaterials
    • Place of Presentation
      Kunming,Chaina
    • Year and Date
      2014-08-22 – 2014-08-26
    • Invited
  • [Book] NIMS NOW2015

    • Author(s)
      赤池敏宏、長崎幸夫、陳国平
    • Total Pages
      3-6
    • Publisher
      NIMS
  • [Book] 細胞認識性バイオマテリアルの設計とその組織工学・DDSへの応用2014

    • Author(s)
      赤池敏宏
    • Total Pages
      28-30
    • Publisher
      日本バイオマテリアル学会
  • [Book] BIOCOMPATIBLE APATITE NANO-PARTICLES:A VERSATILE TOOL FOR CELLULAR DELIVERY OF GENES,SIRNAS,DRUGS AND PROTEINS2014

    • Author(s)
      Sharif Hossain,Ezharul Hoque Chowdhury,Nihad Adnan,Toshihiro Akaike
    • Total Pages
      327 (225-242)
    • Publisher
      NOVA

URL: 

Published: 2016-06-01  

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