2014 Fiscal Year Annual Research Report
タンパク質の精密ナノ凝集制御界面での細胞の接着と機能
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24241042
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
高井 まどか 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40287975)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 相分離構造 / タンパク質吸着 / ブロックポリマー / 親・疎水性 / AFM |
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| Outline of Annual Research Achievements |
再生医療・組織工学において用いられる材料の設計には表面への細胞接着を制御・解析することが必要である．細胞は材料表面に吸着したタンパク質を足場として接着するため，細胞接着の理解には吸着タンパク質を含めた議論が重要である．本研究ではタンパク質吸着を抑制するpoly(2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine)を含んだ両親媒性ブロックコポリマーを用いて吸着タンパク質のパターンを制御した表面を作製し細胞接着を観察した．パターンの異なる3種類の表面にL929を播種した結果、疎水性がマトリックスの表面では、細胞が接着し、親水性がマトリックスの表面では細胞が接着しなかった。ブロックコポリマーの相分離表面では，相反転していてもタンパク質の総量・密度共にほぼ同じであったが，細胞接着に違いが見られた．これは吸着タンパク質が連続的，点在して存在していることが原因であると思われる．吸着サイトの疎水性のドット状ドメインのサイズからファイブロネクチンの吸着形態はエンドオン吸着が支配的であることが示唆される．このような配向が細胞接着に影響を与えた可能性が挙げられる．吸着サイトのサイズがファイブロネクチンのサイズに対して2倍程度広いため，サイドオン吸着が支配的であると考えられる．以上のことから、ファイブロネクチンの構造が変化しやすい表面ではRGDペプチドが表面に多く露出したため細胞が多く接着したと考えられる．これらを検証するために、ドメインとマトリックスのサイズの異なる相分離構造を作製することを、組成比およ鎖長を変化させたブロックコポリマーを作製し、相分離形成の可能性とそのメカニズムを検討した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
種々の異なるブロックポリマーの相分離構造作製を試みているが、安定した相分離形成機構を探るのに時間を要した。
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| Strategy for Future Research Activity |
疎水性部位がマトリックス，またはドット状ドメインを形成している相分離構造と均一な構造をもつ表面を作製し，吸着タンパク質のパターンの異なる表面を作製した．そして各表面のタンパク質吸着量測定と細胞接着観察を行った結果，タンパク質の吸着総量・密度が共に等しい場合でも細胞接着挙動が異なることがわかった．吸着タンパク質の連続層の存在が細胞接着に影響を与えていることが示唆された．連続層の存在によりファイブロネクチンは紐状にの吸着した形態をとり、これ構造変化が細胞接着誘起されたと考えられる．以上のことをふまえて、両親媒性ブロックポリマーを用いて疎水性部位がマトリックス，またはドット状ドメインの構造制御性に優れた相分離構造の形成メカニズムをさらに探求する．膜の粘弾性・タンパク質吸着・吸着後のタンパク質の構造変化と細胞接着挙動との相関をAFM, 生物学的評価をあわせて検討する。
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